RNAヘリカーゼによって制御されたオペロンの処理は、シストロンの発現と2つのsRNAの蓄積に差異をもたらします

RNA helicase-regulated processing of the operon results in differential cistron expression and accumulation of two sRNAs.

• Albert Remus R Rosana
• Denise S Whitford
• Anzhela Migur
• Claudia Steglich
• Sonya L Kujat-Choy
• Wolfgang R Hess
• George W Owttrim

抄録

遺伝情報がどのように構成されているかについては、機能的に関連した遺伝子のオペロンへの配置が基本的な要素となっている。この組織化により、共転写による遺伝子の協調的な発現が保証されている。しかし、特定のストレス条件に対する代替的な遺伝的応答は、しばしば、オペロン発現の調整を必要とする。この遺伝子は、低温ストレス下では、唯一のAsp-Glu-Ala-Asp (DEAD)-box RNAヘリカーゼをコードする遺伝子の蓄積量が15倍に増加する。ここでは、メチルトランスフェラーゼ（）遺伝子を持つジシストロニックオペロンから発現し、その後、オペロン転写物を2つのモノシストロニックmRNAに迅速に処理することを示している。この開裂イベントは、トランスクリプトの不安定化に必要であり、その結果として生じる。また、このような処理の速度を自動制御的に向上させる役割をCrhRが担っていることが示唆されました。さらに、転写産物の付加的な処理、分解、またはその両方から、2つの仮説的なsmall RNAが生成されていることが明らかになった。これらの結果は、細菌のRNAヘリカーゼCrhRがRNase E依存性のmRNA処理における役割を示唆しており、mRNA転写物の処理に由来するsmall RNAを保有する生物の既知の範囲を拡大している。

The arrangement of functionally-related genes in operons is a fundamental element of how genetic information is organized in prokaryotes. This organization ensures coordinated gene expression by co-transcription. Often, however, alternative genetic responses to specific stress conditions demand the discoordination of operon expression. During cold temperature stress, accumulation of the gene encoding the sole Asp-Glu-Ala-Asp (DEAD)-box RNA helicase in sp. PCC 6803, (), increases 15-fold. Here, we show that is expressed from a dicistronic operon with the methylthiotransferase () gene, followed by rapid processing of the operon transcript into two monocistronic mRNAs. This cleavage event is required for and results in destabilization of the transcript. Results from secondary structure modeling and analysis of RNase E cleavage of the transcript suggested that CrhR plays a role in enhancing the rate of the processing in an auto-regulatory manner. Moreover, two putative small RNAs are generated from additional processing, degradation, or both of the transcript. These results suggest a role for the bacterial RNA helicase CrhR in RNase E-dependent mRNA processing in and expand the known range of organisms possessing small RNAs derived from processing of mRNA transcripts.

© 2020 Rosana et al.