Поиск белков, сорбирующихся на некодирующие РНК гена uxuR в Escherichia coli K-12
Аннотация
При изучении бактериальных геномов и транскриптомов обнаружено несколько сотен малых некодирующих РНК и тысячи внутригенных транскриптов, в том числе, антисмысловых. У Escherichia coli их отношение к общему количеству аннотированных генов может достигать 25%, но функциональное значение установлено менее, чем для двух десятков малых РНК. Кроме того, недавно было обнаружено, что бактерии способны секретировать РНК во внешнюю среду – такие РНК получили название экзоРНК. Подавляющая часть экзоРНК E. coli синтезируется из кодирующих областей генов метаболических регуляторов. Так, в конце гена фактора транскрипции UxuR, контролирующего метаболизм гексуронатов, закодировано, по меньшей мере, три регуляторных РНК трех типов – внутриклеточная антисмысловая, антисмысловая экзоРНК и сонаправленная РНК UxuT. В данной работе с помощью жидкостной хромато-масс-спектрометрии (LC/MS) были идентифицированы белки-партнеры этих РНК. Химически синтезированные аналоги РНК были коньюгированы с биотином и иммобилизованы на покрытые стрептавидином магнитные частицы. На них были специфически сорбированы белки лизата клеток E. coli, выращенных до экспоненциальной фазы в присутствии D-глюкозы или D-галактуроната. LC/MS спектрометрия выявила зависимость спектра сорбированных белков от источника углерода, но в комплексах со всеми малыми РНК были обнаружены белки метаболизма гексуронатов и шаперон SecB. Это может говорить об участии некодирующих РНК гена uxuR в регуляции углеводного обмена и определенной роли SecB в их транспорте.
Скачивания
Литература
Georg J., Hess W.R., cis-antisense RNA, another level of gene regulation in bacteria, Microbiol. Mol. Biol. Rev., 2011; 75(2): 286-300. https://doi.org/10.1128/MMBR.00032-10
Shavkunov K.S., Masulis I.S., Tutukina M.N., Deev A.A., Ozoline O.N., Gains and unexpected lessons from genome-scale promoter mapping, Nucleic Acids Res., 2009; 37(15): 4919-4931. https://doi.org/10.1093/nar/gkp490
Sesto N., Wurtzel O., Archambaud C., Sorek R., Cossart, P., The excludon: a new concept in bacterial antisense RNA-mediated gene regulation, Nat. Rev. Microbiol., 2013; 11:75-82. https://doi.org/10.1038/nrmicro2934
Huttenhofer A., Vogel J., Experimental approaches to identify non-coding RNAs, Nucleic Acids Res., 2006; 34(2): 635-646. https://doi.org/10.1093/nar/gkj469
Lloréns-Rico V., Cano J., Kamminga T., Gil R., Latorre A., Chen W.H., Bork P., Glass J.I., Serrano L., Lluch-Senar M., Bacterial antisense RNAs are mainly the product of transcriptional noise. Sci. Adv., 2016; 2(3):e1501363. https://doi.org/10.1126/sciadv.1501363
Huber F., Bunina D., Gupta I., Khmelinskii A., Meurer M., Theer P., Steinmetz L.M., Knop. M., Protein Abundance Control by Non-coding Antisense Transcription. Cell Rep., 2016; 15(12): 2625-2636. https://doi.org/10.1016/j.celrep.2016.05.043
Chao Y., Vogel J., A 3' UTR-Derived Small RNA Provides the Regulatory Noncoding Arm of the Inner Membrane Stress Response. Mol. Cell. 2016; 61(3): 352-363. https://doi.org/10.1016/j.molcel.2015.12.023
Dauros-Singorenko P., Blenkiron C., Phillips A., Swift S., The functional RNA cargo of bacterial membrane vesicles, FEMS Microbiol. Lett., 2018; 365(5): fny023. https://doi.org/10.1093/femsle/fny023
Plaza J.J.G., Small RNAs in cell-to-cell communications during bacterial infection, FEMS Microbiol. Lett., 2018; 365(7): fny024. https://doi.org/10.1093/femsle/fny024
Markelova N., Glazunova O., Alikina O., Panyukov V., Shavkunov K., Ozoline O., Suppression of Escherichia coli Growth Dynamics via RNAs Secreted by Competing Bacteria, Front. Mol. Biosci., 2021; 8: 609979. https://doi.org/10.3389/fmolb.2021.609979
Shavkunov K.S., Markelova N.Y., Glazunova O.A., Kolzhetsov N.P., Panyukov V.V., Ozoline O.N., The Fate and Functionality of Alien tRNA Fragments in Culturing Medium and Cells of Escherichia coli, Int. J. Mol. Sci., 2023; 24(16): 12960. https://doi.org/10.3390/ijms241612960
Lalaouna D., Carrier M.C., Semsey S., Brouard J.S., Wang J., Wade J.T., Massé E., A 3' external transcribed spacer in a tRNA transcript acts as a sponge for small RNAs to prevent transcriptional noise. Mol. Cell., 2015; 58(3): 393-405. https://doi.org/10.1016/j.molcel.2015.03.013
Shepherd J., Ibba M., Bacterial transfer RNAs. FEMS Microbiol. Rev., 2015; 39(3): 280-300. https://doi.org/10.1093/femsre/fuv004
Alikina O.V., Glazunova O.A., Bykov A.A., Kiselev S.S., Tutukina M.N., Shavkunov K.S., Ozoline O.N., A cohabiting bacterium alters the spectrum of short RNAs secreted by Escherichia coli, FEMS Microbiol. Lett., 2018; 365(24). https://doi.org/10.1093/femsle/fny262
Tutukina M.N., Dakhnovets A.I., Kaznadzey A.D., Gelfand M.S., Ozoline O.N., Sense and antisense RNA products of the uxuR gene can affect motility and chemotaxis acting independent of the UxuR protein, Front. Mol. Biosci., 2023; 10:1121376. https://doi.org/10.3389/fmolb.2023.1121376
Shvyreva U.S., Tutukina M.N., Ozoline O.N., «Promoter islands» of the E. coli genome as targets for sorption of the RNA processing enzymes, Sorbtsionnye i Khromatographicheskie protsessy, 2015; 15(4): 586-594. https://doi.org/10.17308/sorpchrom.2015.15/310
Ullers R.S., Luirink J., Harms N., Schwager F., Georgopoulos C., Genevaux P., SecB is a bona fide generalized chaperone in Escherichia coli, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2004; 101(20): 7583-7588. https://doi.org/10.1073/pnas.0402398101
Seoh H.K., Tai P.C., Carbon source-dependent synthesis of SecB, a cytosolic chaperone involved in protein translocation across Escherichia coli membrane, J. Bacteriol. 1997; 179(4): 1077-1081. https://doi.org/10.1128/jb.179.4.1077-1081.1997