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Untargeted metabolomics links glutathione to bacterial cell cycle progression.
Nature Metabolism ( IF 18.9 ) Pub Date : 2020-02-03 , DOI: 10.1038/s42255-019-0166-0 Johannes Hartl 1 , Patrick Kiefer 1 , Andreas Kaczmarczyk 2 , Maximilian Mittelviefhaus 1 , Fabian Meyer 1 , Thomas Vonderach 3 , Bodo Hattendorf 3 , Urs Jenal 2 , Julia A Vorholt 1
Nature Metabolism ( IF 18.9 ) Pub Date : 2020-02-03 , DOI: 10.1038/s42255-019-0166-0 Johannes Hartl 1 , Patrick Kiefer 1 , Andreas Kaczmarczyk 2 , Maximilian Mittelviefhaus 1 , Fabian Meyer 1 , Thomas Vonderach 3 , Bodo Hattendorf 3 , Urs Jenal 2 , Julia A Vorholt 1
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Cell cycle progression requires the coordination of cell growth, chromosome replication, and division. Consequently, a functional cell cycle must be coupled with metabolism. However, direct measurements of metabolome dynamics remained scarce, in particular in bacteria. Here, we describe an untargeted metabolomics approach with synchronized Caulobacter crescentus cells to monitor the relative abundance changes of ~400 putative metabolites as a function of the cell cycle. While the majority of metabolite pools remains homeostatic, ~14% respond to cell cycle progression. In particular, sulfur metabolism is redirected during the G1-S transition, and glutathione levels periodically change over the cell cycle with a peak in late S phase. A lack of glutathione perturbs cell size by uncoupling cell growth and division through dysregulation of KefB, a K+/H+ antiporter. Overall, we here describe the impact of the C. crescentus cell cycle progression on metabolism, and in turn relate glutathione and potassium homeostasis to timely cell division.
中文翻译：
非靶向代谢组学将谷胱甘肽与细菌细胞周期进程联系起来。
细胞周期进程需要细胞生长、染色体复制和分裂的协调。因此，功能性细胞周期必须与新陈代谢相结合。然而，代谢组动力学的直接测量仍然很少，特别是在细菌中。在这里，我们描述了一种使用同步新月柄杆菌细胞的非靶向代谢组学方法，以监测约 400 种假定代谢物随细胞周期变化的相对丰度变化。虽然大多数代谢物库保持稳态，但约 14% 对细胞周期进展有反应。特别是，硫代谢在 G1-S 转变期间被重定向，谷胱甘肽水平在细胞周期中周期性变化，并在 S 期后期达到峰值。谷胱甘肽的缺乏会通过 KefB（一种 K+/H+ 反向转运蛋白）的失调来解偶联细胞生长和分裂，从而扰乱细胞大小。总的来说，我们在这里描述了 C. crescentus 细胞周期进程对代谢的影响，进而将谷胱甘肽和钾稳态与及时的细胞分裂联系起来。
更新日期：2020-02-03
中文翻译：
非靶向代谢组学将谷胱甘肽与细菌细胞周期进程联系起来。
细胞周期进程需要细胞生长、染色体复制和分裂的协调。因此，功能性细胞周期必须与新陈代谢相结合。然而，代谢组动力学的直接测量仍然很少，特别是在细菌中。在这里，我们描述了一种使用同步新月柄杆菌细胞的非靶向代谢组学方法，以监测约 400 种假定代谢物随细胞周期变化的相对丰度变化。虽然大多数代谢物库保持稳态，但约 14% 对细胞周期进展有反应。特别是，硫代谢在 G1-S 转变期间被重定向，谷胱甘肽水平在细胞周期中周期性变化，并在 S 期后期达到峰值。谷胱甘肽的缺乏会通过 KefB（一种 K+/H+ 反向转运蛋白）的失调来解偶联细胞生长和分裂，从而扰乱细胞大小。总的来说，我们在这里描述了 C. crescentus 细胞周期进程对代谢的影响，进而将谷胱甘肽和钾稳态与及时的细胞分裂联系起来。
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