バクテリオファージMS2に感染した大腸菌におけるTRP-TRNATRPの濃度によるRNAおよびタンパク質合成の制御

バクテリオファージMS2に感染した大腸菌におけるTRP-TRNATRPの濃度を変化させる効果は、外因的に添加されたトリプトファン（TRP）の量を変化させることにより研究されています。trp。変異体の表現型は、in vivoでアミノアシル化できるTRNATRPのレベルを測定することによって確認されており、変異体は野生型と比較してTRNATRPレベルが上昇していることが示されています。MS2の成長は、TRP濃度の減少とともに連続的に減少します（したがって、TRP-TRNATRP濃度が減少します）。これは遺伝子発現の低下によるものであるように見えます。後の感染時に、合成されたMS2コートタンパク質の量は、TRP濃度の減少とともに連続的に減少するためです。ただし、TRP濃度シフト後の最初の数分間に合成されたコートタンパク質またはレプリカーゼの量はほとんど減少しません。TRP濃度が減少するにつれて、平均ポリソームサイズ分布の継続的な増加が見られます。MS2 RNA合成は、TRP濃度の減少とともに連続的に減少し、TRPの非存在下で遮断されます。これらのセルはこれらの条件下で機能的に弛緩しているため、PPGPPによるものではないようでも、既存のテンプレートの分解によるものでもないようです。クロラムフェニコールの添加は、RNA合成に対するTRP濃度の効果を廃止します。データは、TRP-TRNATRPの非存在下でリボソームがTRPコドンで一時停止し、他のリボソームが後ろに並んでメッセージにロードし続けるモデルと一致しています。RNA合成の減少は、翻訳との結合の結果です。

The effect of varying the concentration of Trp-tRNATrp in Escherichia coli infected with bacteriophage MS2 has been studied by varying the amount of exogenously added tryptophan (Trp) to cells bearing a mutation which results in a tryptophanyl-tRNA synthetase with a higher Km value for Trp. The phenotype of the mutant has been confirmed by measuring the level of tRNATrp which can be aminoacylated in vivo, and the mutant has also been shown to have elevated tRNATrp levels compared to wild-type. The growth of MS2 decreases continuously with decreasing Trp concentration (and hence, decreasing Trp-tRNATrp concentration). This appears to be due to reduced gene expression, since at later times in infection the amount of MS2 coat protein synthesized likewise decreases continuously with decreasing Trp concentration. However, there is little decrease in the amount of coat protein or replicase synthesized during the first few minutes after the Trp concentration shift. A continuous increase in the average polysome size distribution is seen as the Trp concentration is decreased. MS2 RNA synthesis also decreases continuously with decreasing Trp concentration, and is shut off in the absence of Trp. This does not seem to be due to ppGpp as these cells are functionally relaxed under these conditions, nor does it seem to be due to degradation of pre-existing template. Addition of chloramphenicol abolishes the effect of Trp concentration on RNA synthesis. The data are consistent with a model in which ribosomes pause at Trp codons in the absence of Trp-tRNATrp, while other ribosomes queue behind and continue to load onto the message. The reduction of RNA synthesis would then be a consequence of coupling to translation.