Abstract In Gram-negative bacteria, coordinated remodelling of the outer membrane (OM) and the peptidoglycan is crucial for envelope integrity. Envelope stress caused by unfolded OM proteins (OMPs) activates sigmaE (σ E ) in Enterobacteria. σ E upregulates OMP biogenesis factors, including the β-barrel assembly machinery (BAM) that catalyzes OMP-folding. Elevated σ E activity, however, can be detrimental for OM integrity. Here we report that DolP (YraP), a σ E -upregulated OM lipoprotein important for envelope integrity, is a novel interactor of BAM and we demonstrate that OM-assembled BamA is a critical determinant of the BAM-DolP complex. Mid-cell recruitment of DolP had been previously associated to activation of septal peptidoglycan remodelling during cell division, but its role during envelope stress was unknown. We now show that DolP promotes cell fitness upon stress-induced activation of σ E and opposes a detrimental effect caused by the overaccumulation of BAM in the OM. During envelope stress, DolP loses its association with the mid-cell, thus suggesting a possible link between envelope stress caused by impaired OMP biogenesis and the regulation of a late step of cell division.

Gene regulation in embryonic stem cells (ESCs) has been extensively studied at the epigenetic-transcriptional levels, but not at the post-transcriptional levels. Pumilio (Pum) proteins are among the few known translational regulators required for stem cell maintenance in invertebrates and plants. Here we report the essential function of two murine Pum proteins, Pum1 and Pum2, in ESCs and early embryogenesis. Pum1/2 double mutants are developmentally delayed at the morula stage and lethal by embryonic day 8.5 (e8.5). Correspondingly, Pum1/2 double mutant ESCs display severely reduced self-renewal and differentiation, revealing the combined function of Pum1 and Pum2 in ESC pluripotency. Remarkably, Pum1-deficient ESCs show increased expression of pluripotency genes but not differentiation genes, indicating that Pum1 mainly promote differentiation; whereas Pum2-deficient ESCs show decreased expression of pluripotency genes and accelerated differentiation, indicating that Pum2 promotes self-renewal. Thus, Pum1 and Pum2 each uniquely contributes to one of the two complementary aspects of pluripotency. Furthermore, we show that Pum1 and Pum2 achieve ESC functions by forming a negative auto- and inter-regulatory feedback loop that directly regulates at least 1,486 mRNAs. Pum1 and Pum2 regulate target mRNAs not only by repressing translation as expected but also by promoting translation and enhancing or reducing mRNA stability of different target mRNAs. Together, these findings reveal the distinct roles of individual mammalian Pum proteins in ESCs and their collectively essential functions in ESC pluripotency and embryogenesis. Moreover, they demonstrate three novel modes of regulation of Pum proteins towards target mRNAs.

ABSTRACT Insertion of lipopolysaccharide (LPS) into the outer membrane (OM) of Gram-negative bacteria is mediated by a druggable OM translocon consisting of a β-barrel membrane protein, LptD, and a lipoprotein, LptE. The β-barrel assembly machinery (BAM) assembles LptD together with LptE to form a plug-and-barrel structure. In the enterobacterium Escherichia coli , formation of two native disulfide bonds in LptD controls LPS translocon activation. Here we report the discovery of LptM (formerly YifL), a conserved lipoprotein that assembles together with LptD and LptE at the BAM complex. We demonstrate that LptM stabilizes a conformation of LptD that can efficiently acquire native disulfide bonds and be released as mature LPS translocon by the BAM complex. Inactivation of LptM causes the accumulation of non-natively oxidized LptD, making disulfide bond isomerization by DsbC become essential for viability. Our structural prediction and biochemical analyses indicate that LptM binds to sites in both LptD and LptE that are proposed to coordinate LPS insertion into the OM. These results suggest that LptM facilitates oxidative maturation of LptD by mimicking LPS binding, thereby activating the LPS translocon.