小型RNAは、大腸菌の鉄代謝に関与する遺伝子の発現を調節します

小さなRNA、Ryhbは、大腸菌の新しい小さなRNAのゲノムワイド検索の一部として発見されました。RYHB 90-NT RNAは、鉄が制限されている場合、鉄の貯蔵および鉄使用タンパク質のセットをダウンレギュレートします。それ自体は、鉄の取り込みリプレッサータンパク質であるFur（鉄の取り込みレギュレーター）によって負に調節されています。RYHB RNAレベルは、SDHCDABオペロンのmRNAレベルと逆相関しており、コハク酸デヒドロゲナーゼ、および未知のメカニズムによってFurによって正に調節されることが以前に示された5つの他の遺伝子をコードしています。これらには、トリカルボン酸サイクル、ACNAおよびフマ、2つのフェリチン遺伝子、FTNAとBFR、およびスーパーオキシドジスムターゼSODBの遺伝子をコードする他の2つの遺伝子が含まれます。これらすべての遺伝子の毛皮陽性調節は、RYHB変異体で完全に逆転しています。私たちの結果は、以前に観察されたFur変異体がコハク酸塩で成長できなかったことを説明しています。RYHBには、活性にRNA結合タンパク質HFQが必要です。RYHB内の配列は、各標的遺伝子内の領域を相補的であり、RYHBがアンチセンスRNAとして作用することを示唆しています。SDHCDABでは、相補領域はSdHCDABオペロンの最初の遺伝子の終わりにあります。完全な長さのSDHCDABメッセージが消え、RYHBが発現したときに相補性の上流の領域に相当するサイズの切り捨てられたメッセージが検出されます。RYHBは、鉄が制限しているときに細胞が鉄貯蔵タンパク質と非必須鉄含有タンパク質をダウンレギュレギュレートするメカニズムを提供し、したがって細胞内鉄使用量を調節して、FURによって直接調節される鉄の取り込みのメカニズムを補完します。

A small RNA, RyhB, was found as part of a genomewide search for novel small RNAs in Escherichia coli. The RyhB 90-nt RNA down-regulates a set of iron-storage and iron-using proteins when iron is limiting; it is itself negatively regulated by the ferric uptake repressor protein, Fur (Ferric uptake regulator). RyhB RNA levels are inversely correlated with mRNA levels for the sdhCDAB operon, encoding succinate dehydrogenase, as well as five other genes previously shown to be positively regulated by Fur by an unknown mechanism. These include two other genes encoding enzymes in the tricarboxylic acid cycle, acnA and fumA, two ferritin genes, ftnA and bfr, and a gene for superoxide dismutase, sodB. Fur positive regulation of all these genes is fully reversed in an ryhB mutant. Our results explain the previously observed inability of fur mutants to grow on succinate. RyhB requires the RNA-binding protein, Hfq, for activity. Sequences within RyhB are complementary to regions within each of the target genes, suggesting that RyhB acts as an antisense RNA. In sdhCDAB, the complementary region is at the end of the first gene of the sdhCDAB operon; full-length sdhCDAB message disappears and a truncated message, equivalent in size to the region upstream of the complementarity, is detected when RyhB is expressed. RyhB provides a mechanism for the cell to down-regulate iron-storage proteins and nonessential iron-containing proteins when iron is limiting, thus modulating intracellular iron usage to supplement mechanisms for iron uptake directly regulated by Fur.