細菌の小RNAによるRNAサイレンシングの基本ペアリング要件とHFQによる二重形成の加速

SGRSは、リン砂糖ストレス時に誘導されるHFQ結合小さなアンチセンスRNAです。グルコース特異的ホスホエノールピルビン酸ホスホトランスフェラーゼ系の膜成分をコードする標的PTSG mRNAのサイレンシングを媒介するために、RNase Eを介してRNase Eを介したリボ核核タンパク質複合体を形成します。SGRSは相補領域間の塩基対を通じてPTSG mRNAに作用すると考えられていますが、これは以前に実験的にテストされたものではありませんでした。SGRSが実際にPTSG mRNAを使用してRNA-RNA二重鎖を形成して、その調節機能を発揮するかどうかの問題に対処しました。PTSGのShine-Dalgarno（SD）シーケンスの周りの特定の単一ヌクレオチド置換は、SGRS作用を完全に排除しましたが、SGRの代償的変異はそれを回復しました。PTSGとSGRS RNAの両方の系統的変異解析により、PTSGのSDシーケンス周辺の6つの塩基対がSGRS作用にとって特に重要であることが明らかになりました。また、SGRSがPTSG mRNAと安定した二重を形成し、HFQが二重形成の速度を著しく促進することをin vitroで示しました。

SgrS is an Hfq-binding small antisense RNA that is induced upon phosphosugar stress. It forms a ribonucleoprotein complex with RNase E through Hfq to mediate silencing of the target ptsG mRNA encoding the membrane component of the glucose-specific phosphoenolpyruvate phosphotransferase system. Although SgrS is believed to act on ptsG mRNA through base pairing between complementary regions, this was not previously tested experimentally. We addressed the question of whether SgrS indeed forms an RNA-RNA duplex with ptsG mRNA to exert its regulatory function. Specific single nucleotide substitutions around the Shine-Dalgarno (SD) sequence of ptsG completely eliminated SgrS action while compensatory mutations in SgrS restored it. A systematic mutational analysis of both ptsG and SgrS RNAs revealed that six base pairs around SD sequence of ptsG are particularly important for SgrS action. We also showed in vitro that SgrS forms a stable duplex with the ptsG mRNA, and that Hfq markedly facilitates the rate of duplex formation.