RNA結合タンパク質CSRAは、GGDEFタンパク質の発現を直接調節することにより、環状Di-GMP代謝を制御します

炭素貯蔵レギュレータCSRAは、さまざまなユーバクテリアの炭素代謝、バイオフィルム形成、運動性を制御するRNA結合タンパク質です。それにもかかわらず、大腸菌では、転写後レベルでCSRAによって直接規制されることが示されているのは5つの標的mRNAだけです。ここでは、CSRA、YCDT、YDEHの2つの新しい直接ターゲットを特定しました。どちらもGGDEFドメインを持つタンパク質をエンコードしました。CSRA変異により、YCDTとYDEHのmRNAレベルが10倍以上増加しました。RNAモビリティシフトアッセイにより、YdehおよびYCDTのmRNAリーダーへのCSRAの直接的および特異的結合が確認されました。YCDTとYDEHの過剰発現により、セカンドメッセンジャーサイクリックDI-GMP（C-Di-GMP）の細胞濃度が20倍以上増加し、両方のタンパク質がジグアニル酸シクラーゼ活性を持っていることを意味します。表現型の特性評価により、両方のタンパク質がC-Di-GMP依存的に運動性の調節に関与していることが明らかになりました。CSRAは、5つの追加GGDEF/EALタンパク質の発現を調節することもわかっており、CSRA変異によりC-Di-GMPの細胞レベルが適度に増加しました。全体として、これらのデータは、転写後レベルでGGDEFタンパク質の発現を調節することにより、C-Di-GMP代謝の調節におけるCSRAのグローバルな役割を示しています。

The carbon storage regulator CsrA is an RNA binding protein that controls carbon metabolism, biofilm formation and motility in various eubacteria. Nevertheless, in Escherichia coli only five target mRNAs have been shown to be directly regulated by CsrA at the post-transcriptional level. Here we identified two new direct targets for CsrA, ycdT and ydeH, both of which encode proteins with GGDEF domains. A csrA mutation caused mRNA levels of ycdT and ydeH to increase more than 10-fold. RNA mobility shift assays confirmed the direct and specific binding of CsrA to the mRNA leaders of ydeH and ycdT. Overexpression of ycdT and ydeH resulted in a more than 20-fold increase in the cellular concentration of the second messenger cyclic di-GMP (c-di-GMP), implying that both proteins possess diguanylate cyclase activity. Phenotypic characterization revealed that both proteins are involved in the regulation of motility in a c-di-GMP-dependent manner. CsrA was also found to regulate the expression of five additional GGDEF/EAL proteins and a csrA mutation led to modestly increased cellular levels of c-di-GMP. All together, these data demonstrate a global role for CsrA in the regulation of c-di-GMP metabolism by regulating the expression of GGDEF proteins at the post-transcriptional level.