Поиск белков, сорбирующихся на некодирующие РНК гена uxuR в Escherichia coli K-12

  • Артемий Ильич Дахновец Сколковский институт науки и технологий, Москва, Россия
  • Татьяна Александровна Бессонова Институт биофизики клетки РАН – обособленное подразделение ФИЦ ПНЦБИ РАН, Пущино, Институт проблем передачи информации РАН им. А.А. Харкевича, Москва, Россия
  • Ольга Николаевна Озолинь Институт биофизики клетки РАН – обособленное подразделение ФИЦ ПНЦБИ РАН, Пущино, Россия
  • Мария Николаевна Тутукина Сколковский институт науки и технологий, Москва, Институт биофизики клетки РАН – обособленное подразделение ФИЦ ПНЦБИ РАН, Пущино, Институт проблем передачи информации РАН им. А.А. Харкевича, Москва, Россия
Ключевые слова: Escherichia coli, некодирующие РНК, экзоРНК, сорбция на магнитные шарики, LC/MS спектроско-пия.

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

Данные скачивания пока не доступны.

Биографии авторов

Артемий Ильич Дахновец, Сколковский институт науки и технологий, Москва, Россия

аспирант Центра Молекулярной и Клеточной Биологии, Сколковский институт науки и технологий, Москва, Россия

Татьяна Александровна Бессонова, Институт биофизики клетки РАН – обособленное подразделение ФИЦ ПНЦБИ РАН, Пущино, Институт проблем передачи информации РАН им. А.А. Харкевича, Москва, Россия

к.б.н., младший научный сотрудник Института биофизики клетки РАН – обособленного подразделения ФИЦ ПНЦБИ РАН, Пущино, Россия; младший научный сотрудник Института проблем передачи информации РАН, Москва, Россия

Ольга Николаевна Озолинь, Институт биофизики клетки РАН – обособленное подразделение ФИЦ ПНЦБИ РАН, Пущино, Россия

д.б.н., профессор,  заведующая лабораторией функциональной геномики прокариот Института биофизики клетки РАН – обособленного подразделения ФИЦ ПНЦБИ РАН, Пущино, Россия

Мария Николаевна Тутукина, Сколковский институт науки и технологий, Москва, Институт биофизики клетки РАН – обособленное подразделение ФИЦ ПНЦБИ РАН, Пущино, Институт проблем передачи информации РАН им. А.А. Харкевича, Москва, Россия

к.б.н., старший научный сотрудник Центра Молекулярной и Клеточной Биологии, Сколковский институт науки и технологий, Москва, Россия; ведущий научный сотрудник Института проблем передачи информации РАН, Москва, Россия

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

Опубликован
2025-01-08
Как цитировать
Дахновец, А. И., Бессонова, Т. А., Озолинь, О. Н., & Тутукина, М. Н. (2025). Поиск белков, сорбирующихся на некодирующие РНК гена uxuR в Escherichia coli K-12 . Сорбционные и хроматографические процессы, 24(6), 1015-1022. https://doi.org/10.17308/sorpchrom.2024.24/12588