リボソーム生合成に関わるRsRsgAの機能解析とIII型分泌系の発現機構の解明

Functional Characterization of RsRsgA for Ribosome Biosynthesis and Expression of the Type III Secretion System in .

• Jiaman Li
• Liangliang Han
• Nan Chen
• Chao Zhu
• Yuwei Gao
• Xiaojun Shi
• Changzheng Xu
• Yasufumi Hikichi
• Yong Zhang
• Kouhei Ohnishi

抄録

RsgAは多くの細菌において30Sサブユニットの成熟に重要な役割を果たしており、リボソーム生合成の後期には30SサブユニットからのRbfAの放出を助けている。ここでは、RsgA の機能的役割を遺伝学的に明らかにした。その結果、16SリボソームRNAを欠失させた場合や、16SリボソームRNAを欠失させた場合には、ブロス培地での生育が著しく遅くなり、栄養制限培地での生育が低下することが明らかになった。遺伝子発現研究の結果、RsRsgAは病原性決定因子であるIII型分泌系（T3SS）をコードする遺伝子の発現に重要であることがin vitroおよびプランタで明らかになった。その結果、タバコ葉では、野生型株と比較して、TsRsgAと変異株の増殖が著しく阻害され、タバコ葉に浸潤した葉からタバコ葉管に移行することができず、これら2つの変異株はタバコ植物に細菌性萎凋病を発生させることができないことがわかった。さらに、RsRsgA は PrhN-PrhG-HrpB 経路を介して T3SS の発現に影響を与えていることが明らかになった。さらに、RsRsgAはタバコ葉におけるGMI1000の過敏反応（HR）誘発には必要とされていないが、その一部はタバコ葉におけるGMI1000のHR誘発に関与している。これらの結果は、RsgAタンパク質の様々な生物学的機能の理解と、タバコ葉のT3SSにおける複合的な制御に関する新たな知見を提供するものである。

RsgA plays an important role in maturation of 30S subunit in many bacteria that assists in the release of RbfA from the 30S subunit during a late stage of ribosome biosynthesis. Here, we genetically characterized functional roles of RsgA in , hereafter designated RsRsgA. Deletion of or resulted in distinct deficiency of 16S ribosomal RNA, significantly slowed growth in broth medium, and diminished growth in nutrient-limited medium, which are similar as phenotypes of mutants and mutants of and other bacteria. Our gene-expression studies revealed that RsRsgA is important for expression of genes encoding the type III secretion system (T3SS) (a pathogenicity determinant of ) both in vitro and in planta. Compared with the wild-type strain, proliferation of the and mutants in tobacco leaves was significantly impaired, while they failed to migrate into tobacco xylem vessels from infiltrated leaves, and hence, these two mutants failed to cause any bacterial wilt disease in tobacco plants. It was further revealed that expression was highly enhanced under nutrient-limited conditions compared with that in broth medium and RsRsgA affects T3SS expression through the PrhN-PrhG-HrpB pathway. Moreover, expression of a subset of type III effectors was substantially impaired in the mutant, some of which are responsible for GMI1000 elicitation of a hypersensitive response (HR) in tobacco leaves, while RsRsgA is not required for HR elicitation of GMI1000 in tobacco leaves. All these results provide novel insights into understanding various biological functions of RsgA proteins and complex regulation on the T3SS in .