Era GTPaseの高レベル化により、保存性の高い多機能YbeYエンドリボヌクレアーゼを欠く大腸菌の成長、16S rRNA処理、70Sリボソームアセンブリが改善されることを明らかにした

Elevated Levels of Era GTPase Improve Growth, 16S rRNA Processing, and 70S Ribosome Assembly of Escherichia coli Lacking Highly Conserved Multifunctional YbeY Endoribonuclease.

• Anubrata Ghosal
• Vignesh M P Babu
• Graham C Walker

抄録

YbeYは高度に保存された多機能エンドリボヌクレアーゼであり、リボソームの生合成に重要な役割を果たしており、いくつかの付加的な役割を持っている。ここでは、保存されているGTPase Eraを過剰発現させると、Δ株の成長障害が部分的に抑制され、16S rRNAの処理と70Sリボソームの組み立てが改善されることを示している。この抑制には、EraのGTPを加水分解する能力と、3つのエキソリボヌクレアーゼ、RNase II、RNase R、およびRNase PHの機能の両方が必要であり、Eraの作用モデルを示唆しています。また、Eraを過剰発現させると、Δ株の欠損が部分的に抑制されることから、Eraのこの性質はΔ株以外の細菌にも保存されていることが示唆された。 今回の研究により、16S rRNAの3'末端の処理の重要なメカニズムが明らかになったが、未だ解明されていない。保存性の高いGTPase Eraは、16S rRNAの3'末端付近で16S rRNAの前駆体に結合することが知られている。この3'末端処理には、Eraに結合するエンドリボヌクレアーゼYbeYと4種類のエキソリボヌクレアーゼの両方が関与していることが知られている。今回の結果は、16S rRNAの3'末端成熟化におけるEraの役割と、エンドリボヌクレアーゼYbeYの作用と4つのエキソリボヌクレアーゼの作用との関係をさらに明らかにするものである。この研究は、YbeYが一部の細菌にのみ必須である理由を明らかにし、YbeYがこれらの細菌における新しい抗生物質の標的になる可能性を示唆しています。

YbeY is a highly conserved, multifunctional endoribonuclease that plays a significant role in ribosome biogenesis and has several additional roles. Here we show that overexpression of the conserved GTPase Era in partially suppresses the growth defect of a Δ strain while improving 16S rRNA processing and 70S ribosome assembly. This suppression requires both the ability of Era to hydrolyze GTP and the function of three exoribonucleases, RNase II, RNase R, and RNase PH, suggesting a model for the action of Era. Overexpression of Era similarly partially suppresses the defects of an Δ strain, indicating that this property of Era is conserved in bacteria other than This work provides insight into the critical, but still incompletely understood, mechanism of processing of the 16S rRNA 3' terminus. The highly conserved GTPase Era is known to bind to the precursor of the 16S rRNA near its 3' end. Both the endoribonuclease YbeY, which binds to Era, and four exoribonucleases have been implicated in this 3'-end processing. The results reported here offer additional insights into the role of Era in 16S rRNA 3'-end maturation and into the relationship between the action of the endoribonuclease YbeY and that of the four exoribonucleases. This study also hints at why YbeY is essential only in some bacteria and suggests that YbeY could be a target for a new class of antibiotics in these bacteria.

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