Cell division in Escherichia coli: Aspects of the defective gene product in a thermosensitive mutant Fts-A

Abstract

At the restrictive temperature P4×8ts84 (Fts-A), a thermosensitive cell division mutant of Escherichia coli accumulates a protein pool essential for cell division (Hirota et al., 1968). Over a wide range of incubation time at the restrictive temperature 40°C, a constant 15 minutes lag is required for division of filaments shifted back to 30°C. During the kinetics of recovery a rapid division occurs at first; evidence is presented which suggest that this rapid division is related to renaturation of an excess of a thermosensitive division potentiating protein. It is shown that this protein pool turns over very rapidly and is not involved at all in the coupling of DNA replication with cell division. This thermosensitive protein does not appear to be a membrane-protein since no alteration of membrane protein composition was observed in the filaments. The effects on division of filaments shifted back to 30°C of antibiotics that interfere with cell wall metabolism have been investigated. Penicillin G sensitivity of P4×8ts84 and P4×8 have been compared at 30°C and 40°C; results are discussed. A la température restrictive P4×8ts84 un mutant d' E. coli thermosensible pour la division cellulaire accumule une protéine nécessaire pour cette fonction (Hirota et al., 1968). La durée d'incubation à la température restrictive n'a pas d'influence sur la période requise avant que les filaments ramenés à 30°C ne commencent à se diviser. Cette période est constante et égale à 15 minutes. Les cinétiques de division des filaments sont biphasiques, une division rapide se produit d'abord, suivie d'une division plus lente. Les résultats présentés suggèrent, d'une part que cette division rapide est liée à la renaturation d'un excès de protéine thermosensible après retour à 30°C, et montrent d'autre part que cette protéine est soumise à un renouvellement rapide à 40°C. L'hypothèse d'un rôle éventuel de cette protéine dans le couplage de la réplication de l'ADN et la division cellulaire peut être totalement éliminée puisque ce couplage est parfaitement conservé chez ce mutant. Aucune modification de la composition protéique de la membrane des filaments n'a été observée, il est donc peu vraisemblable que le produit de gène thermosensible soit une protéine membranaire. Enfin nous avons étudié les effets de certains antibiotiques sur la division des filaments ramenés à 30°C. Les antibiotiques choisis sont ceux qui ont une action sur le métabolisme de la paroi cellulaire. En particulier la sensibilité à la pénicilline G de P4 × 8 et de son dérivé thermosensible P4 × 8ts84 ont été comparées à 30°C et à 40°C. Les résultats sont discutés.