Ανάλυση δομικών περιοχών του S. aureus glyS T-box ριβοδιακόπτη

• Κύριος συγγραφέας: Δερμονιώτης, Δαυΐδ
• Άλλοι συγγραφείς: Dermoniotis, David
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2020
• Θέματα: T-box ριβοδιακόπτης; Μεταφορικό RNA; Συνθετάση glycyl-tRNA; Στέλεχος Sa; RNA ρυθμιστικοί μηχανισμοί; Ρύθμιση μεταγραφής; T-box riboswitch; Staphylococcus aureus; tRNA; Glycyl-tRNA synthetase; Stem Sa; Transcription regulation

Οι T-box ριβοδιακόπτες αποτελούν μια κατηγορία ρυθμιστικών tRNA-εξαρτώμενων, μη κωδικών μορίων RNA τα οποία εδράζονται στην 5’UTR των μορίων mRNA και είναι ευρέως κατανεμημένα στα Gram θετικά παθογόνα βακτήρια. Οι ριβοδιακόπτες αυτής της κατηγορίας είναι μοναδικοί, καθώς σε αντίθεση με τους ριβοδιακόπτες πρόσδεσης μικρών μορίων μπορούν και αλληλεπιδρούν με μόρια tRNA τα οποία μπορεί να είναι αμινοακυλιωμένα ή μη. Τα αμινοακυλιωμένα μόρια tRNA δρουν ανταγωνιστικά στην πρόσδεση των μη αμινοακυλιωμένων και η αναλογία τους είναι αυτή που οδηγεί στην μεταγραφή ή στον τερματισμό της μεταγραφής των γονιδίων που βρίσκονται καθοδικά. Στον Staphylococcus aureus υπάρχει ένας T-box ριβοδιακόπτης πριν από το γονίδιο glyS, που ρυθμίζει τη μεταγραφή της μοναδικής γλυκυλ-tRNA συνθετάσης, η οποία αμινοακυλιώνει πέντε ισοδεκτικά μόρια tRNAGly, με αντικωδικόνια GCC ή UCC. Tα μόρια tRNAGly χρησιμεύουν στην παροχή γλυκίνης είτε κατά τη διαδικασία της μετάφρασης, είτε για τη σταθεροποίηση του βακτηριακού κυτταρικού τοιχώματος και αλληλεπιδρούν όλα με τον glyS T-box. Ο ριβοδιακόπτης αυτός φέρει ασυνήθιστα δομικά χαρακτηριστικά σε σχέση με τους glycyl-T-boxes της οικογένειας των βακίλων όπως το ειδο-ειδικό στέλεχος Sa (stem Sa), το οποίο φαίνεται να διαδραματίζει σημαντικό ρόλο με την αλληλεπίδραση των μορίων tRNAGly, καθώς έχουν παρατηρηθεί σημεία επαφής. Με σκοπό να διερευνηθεί ο ρόλος του σημαντικού στελέχους Sa του S. aureus glyS T-box ριβοδιακόπτη, δημιουργήθηκαν μεταλλάγματα που αφορούσαν, είτε την απαλοιφή του στελέχους Sa από τον S. aureus glyS T-box, είτε την προσθήκη του στην WT αλληλουχία του glyQ T-box στον G. kaustophilus. Η διερεύνηση πραγματοποιήθηκε με τη βοήθεια ενός in vivo συστήματος μέσω του οποίου ήταν εφικτή η άμεση μέτρηση των επιπέδων της μεταγραφής στην T-box μεσολαβούμενη μεταγραφή. Στο σύστημα αυτό η αλληλουχία του T-box ριβοδιακόπτη ελέγχει την έκφραση της φθορίζουσας πρωτεΐνης dTomato, το φθορισμό της οποίας μπορούμε να μετρήσουμε με τη βοήθεια φθορισμόμετρου. Στις in vivo δοκιμές αντιτερματισμού χρησιμοποιήθηκαν δύο μόρια tRNAGly του S. aureus, το πρωτεϊνογενετικό P1 tRNAGlyGCC, το οποίο εμφανίζει και την μεγαλύτερη συγγένεια πρόσδεσης με τον glyS T-box και το μη πρωτεϊνογενετικό NP1 tRNAGlyUCC, καθώς και το tRNAGlyGCC του B. subtilis. Η απώλεια του στελέχους Sa οδήγησε σε μείωση των επιπέδων μεταγραφής σε κάθε περίπτωση μορίου tRNAGly που χρησιμοποιήθηκε, οδηγώντας στο συμπέρασμα της σημαντικότητας του στην λειτουργία του glyS T-box. Στο ίδιο ακριβώς αποτέλεσμα οδήγησε και η προσθήκη του εν λόγω στελέχους στον αγρίου τύπου glyQ T-box σε κάθε περίπτωση μορίου tRNAGly.