A diaminopimelic acid auxotrophic Escherichia coli donor provides improved counterselection following intergeneric conjugation with actinomycetes
Nancy Allard, Daniel Garneau, Dominic Poulin-Laprade, Vincent Burrus, Ryszard Brzezinski, Sébastien Roy
2015
Canadian Journal of Microbiology (print)
17 Considering the medical, biotechnological, and economical importance of actinobacteria, 18 there is a continuous need to improve the tools for genetic engineering of a broad range 19 of these microorganisms. Intergeneric conjugation has proven to be a valuable yet 20 imperfect tool for this purpose. The natural resistance of many actinomycetes against 21 nalidixic acid (Nal) is generally exploited to eliminate the sensitive Escherichia coli 22 donor strain following conjugation.
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... Nal can delay growth and have other 23 Page 1 of 34 https://mc06.manuscriptcentral.com/cjm-pubs Canadian Journal of Microbiology Streptomyces coelicolor. Results showed that death of the E. coli ∆dapA Nal-sensitive 30 donor strain occurred more efficiently when subjected to DAP deprivation than when 31 exposed to Nal. Our study shows that post-conjugational counterselection based on DAP 32 deprivation circumvents the use of antibiotic and will facilitate the transfer of plasmids 33 into actinomycetes with high biotechnological potential, yet currently not accessible to 34 conjugative techniques. 35 36 Key words 37 intergeneric conjugation, counterselection, diaminopimelic acid, actinomycetes. 38 39 Résumé 40 Étant donné l'importance médicale, biotechnologique et économique des actinobactéries, 41 il y a un besoin constant d'améliorer les outils permettant de modifier génétiquement un 42 large éventail de ces microorganismes. La conjugaison intergénérique est un outil 43 éprouvé pourtant imparfait à cet effet. La résistance naturelle de plusieurs actinomycètes 44 à l'acide nalidixique (Nal) est généralement exploitée pour éliminer la souche donneuse 45 d'Escherichia coli sensible, à la suite d'une conjugaison. Toutefois, le Nal peut affecter la 46 Page 2 of 34 https://mc06.manuscriptcentral.com/cjm-pubs Canadian Journal of Microbiology 47 alternative à l'antibiotique Nal, nous proposons une technique de contre-sélection en 48 utilisant une souche donneuse auxotrophe pour l'acide diaminopimélique (DAP). Le 49 phénotype DAP-negatif a été obtenu en introduisant la délétion de dapA chez la populaire 50 souche donneuse méthylase-négative ET12567/pUZ8002. La viabilité d'ET12567 et de 51 son mutant ∆dapA, exposé soit à la sélection par carence en DAP ou par sensibilité au 52 Nal, ont été comparées en culture pure liquide et après une conjugaison avec 53 Streptomyces coelicolor. Les résultats démontrent que la mortalité chez E. coli ∆dapA 54 sensible au Nal se produit plus efficacement en absence de DAP qu'en présence de Nal. 55 Notre étude démontre que cette méthode de contre-sélection post-conjugationnelle 56 permet d'éviter l'utilisation d'antibiotique et facilitera le transfert de plasmides chez des 57 actinomycètes ayant un potentiel biotechnologique, pour lesquels les techniques de 58 conjugaison ne sont pas encore accessibles. 59 60 Mots clés 61 conjugaison intergénérique, contre-sélection, acide diaminopimélique, actinomycètes. 62 65 metabolites such as immunosuppressants, antitumor compounds, antivirals, and 66 antiparasitic agents (Bibb 2013). These commercially valuable compounds are largely 67 used in agriculture, food production and pharmacology. Consequently, there is a constant 68 need to develop new approaches for the genetic manipulation of a wide range of 69 Page 3 of 34 https://mc06.manuscriptcentral.com/cjm-pubs Canadian Journal of Microbiology 73 74 Bacterial conjugation has proven to be a valuable tool, given the large amount of genetic 75 material that can be transferred per conjugation event and the broad host range of some 76 conjugative plasmids. Intergeneric conjugation between Escherichia coli and a variety of 77
doi:10.1139/cjm-2015-0041
pmid:26166710
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