Reversible regulation of ribosome recycling by Ser/Thr phosphorylation

Columbia University Health Sciences, New York NY

Investigators

Linked publications & trials

Abstract

Project Summary    Bacterial pathogens can persist over the life time of their host in a growth restricted, dormant state. Pathogens  like Clostridium difficile, that can survive as spores are especially resistant to antibiotics. C. difficile is estimated  to cost the US healthcare system more than one billion dollars per year. Understanding how bacteria regulate  dormancy is essential to our ability to treat these kinds of infection. To become quiescent, cells must shut down  protein synthesis. Post-­translational modifications of factors involved in translation are likely to play a role in  this regulation. The proposed work aims to determine the role of elongation factor G (EF-­G) phosphorylation in  regulating ribosome recycling during dormancy. EF-­G is stably phosphorylated in regions that interact with  ribosome recycling factor (RRF) during stationary phase in many bacteria. EF-­G is also known to be stably  phosphorylated in the model spore-­former Bacillus subtilis. Using biochemical approaches, we will investigate  the effects of these conserved modifications on ribosome recycling, and on the GTPase activity of EF-­G. The  role of EF-­G in the recycling of ribosomes sequestered by hibernation factors will also be determined. Using  single molecule fluorescence energy transfer (smFRET) approaches, we will investigate the short-­lived  interactions of P~EF-­G with RRF on individual ribosomes that have terminated translation. Finally, since little is  known about how translation is inhibited in spores we will profile the association of ribosomal subunits and their  activity over the course of spore development and as the spore germinates. We will also identify phosphosites  on EF-­G in the spore and determine the effects of these modifications on the recycling and elongation activity  of EF-­G in vitro. These studies will impact our understanding of ribosome recycling and how phosphorylation  can be used to regulate dormancy.