Regulation of cry Gene Expression in Bacillus thuringiensis

Abstract

Bacillus thuringiensis differs from the closely related Bacillus cereus group species by its ability to produce crystalline inclusions. The production of these crystals mainly results from the expression of the cry genes, from the stability of their transcripts and from the synthesis, accumulation and crystallization of large amounts of insecticidal Cry proteins. This process normally coincides with sporulation and is regulated by various factors operating at the transcriptional, post-transcriptional, metabolic and post-translational levels.

Isolation and characterization of native Bacillus thuringiensis strains from Saudi Arabia with enhanced larvicidal toxicity against the mosquito vector Anopheles gambiae (s.l.)

“…The Cry4A and Cry4B toxins have large molecular masses of (128 to 134 kDa), hence easily form crystals. However, Cry10 and Cry11 have lower mass of 78 and 72 kDa (naturally truncated) and require the helper proteins, encoded by genes ( p 19 and p 20) in the same cry operon, to facilitate their crystallization [17, 20]. Both Cry4A and Cry4B, after dissolution in the alkali mosquito-larval midguts, are proteolytically cleaved into a C-terminal half and N-terminal half.…”

Basic mechanism of pore-forming toxins

“…The insecticidal activity of Cry toxins against insect orders Lepidoptera, Coleoptera, Hymenoptera, and Diptera makes them interesting for the use as intrinsic pesticides in plants [35]. Cry proteins are formed during sporulation of B. thuringiensis strains [36]. They possess a three-domain structure that has been investigated in detail for different members of the Cry toxin family by X-ray crystallography [37][38][39][40][41][42].…”

Modelos caracterizando a interação entre as toxinas da família Cry1A de Bacillus thuringiensis e o receptor BT-R1 de Manduca sexta

“…A transcrição é iniciada por SigE no estágio inicial da esporulação e continuada por SigK no estágio tardio . A ativação sucessiva destes dois fatores sigma na célula-mãe assegura uma transcrição intensa e contínua dos genes cry, o que permite a produção massiva de proteínas Cry durante a esporulação (Deng, C. et al, 2014 sobreposto ao promotor dependente de SigE em cry4 e cry11 (Poncet, S. et al, 1997;Yoshisue, H. et al, 1995); e na região intergênica entre a CDS de cry8E e um gene à montante, chamado orf1 (Du, L. et al, 2012). Portanto, não existe um modelo único que descreva a regulação da transcrição para todos os genes cry e os diversos padrões de expressão observados durante a esporulação dependem da combinação de promotores (Deng, C. et al, 2014).…”

“…No entanto, em todos os casos a expressão de genes esporulantes foi bem mais reduzida em mutantes de spo0A do que na cepa selvagem. Isso indica que a proteína Spo0A apresenta funções diferentes durante a fase de transição comparado à esporulação, onde na primeira exerce uma modulação moderada (ativação e repressão) e na última uma ativação mais intensa de fatores sigma específicos à genes dependentes de esporulação (Deng, C. et al, 2014).…”

“…A cepa LM1212 apresenta um fenótipo único e bastante intrigante: em sua população existe a diferenciação entre células produtoras de esporo e células produtoras (Deng, C. et al, 2014).…”