Regulation of antibiotic production by ncRNA and signaling molecules in Streptomyces coelicolor

Dit document is (ook) beschikbaar voor ruilverkeer - alleen door bibliotheken -. [Bestelformulier]

ABSTRACT
Regulatory non-coding RNAs (ncRNAs) are a recently discovered class of DNA transcripts that lack any protein-coding potential and regulate protein translation by annealing to their target messenger RNA (mRNA) molecule. They are considered as key regulators of many cell processes such as virulence, cell communication and secondary metabolite production. Davide d’Alia has predicted, by computational analysis, a large number of ncRNAs especially overlapping with protein-coding genes, which are not commonly found in bacteria, in the antibiotic-producing soil bacterium Streptomyces coelicolor. The presence of some of them was confirmed by him experimentally. One of these ncRNAs, which regulates the mRNA encoding the enzyme glutamine synthetase I (GSI) was analysed in more detail. Additional copies of the GSI ncRNA led to a decrease in the amount of GSI protein and caused a drastic decrease in growth and antibiotic production. This is the first report of a functional ncRNA in Streptomyces and also prompts a functional role for the non-coding transcripts in bacterial cells.

To show that also artificial ncRNAs can be used as a tool to decrease protein synthesis, in a fashion similar to the eukaryotic RNA interference, several ncRNAs for the mRNA encoding the regulator ScbR were constructed by d’Alia. Additional copies of these ncRNAs caused a strong decrease in the amount of ScbR protein synthesized in the cell. His work shows that the ncRNA method can be used as a new technique in bacterial cells to control protein expression.

SAMNVATTING
Voor het eerst beschrijft promovendus Davide d’Alia een functioneel ncRNA in Streptomyces en impliceert hij een algemene functie voor niet-coderende transcripten in bacteriële cellen. Met zijn studie toont hij aan dat de ‘ncRNA-methode’ inderdaad kan worden gebruikt als een nieuwe techniek om eiwitproductie in bacteriële cellen te controleren.

Niet-coderende RNAs (ncRNAs), een klasse van DNA transcripten zonder enig eiwitcoderende potentie, zijn recentelijk ontdekt als regulatoren van eiwittranslatie door te binden aan het complementaire messenger RNA (mRNA) molecuul. ncRNAs worden beschouwd als essentiële regulatoren die betrokken zijn bij diverse cellulaire processen zoals virulentie, celcommunicatie en secundaire metabolietproductie.

Door middel van computeranalyse ontdekte d’Alia een groot aantal ncRNAs die overlap hebben met eiwitcoderende genen in de antibioticaproducerende bacterie Streptomyces coelicolor. Een van deze ncRNAs, die de productie van het enzym glutaminesynthetase I (GSI) reguleert, werd door hem in meer detail bestudeerd. Hij introduceerde meerdere kopieën van het GSI ncRNA, wat resulteerde in een afname van de hoeveelheid GSI, en een drastisch verminderde groei en antibioticaproductie.

Om aan te tonen dat kunstmatig geproduceerde ncRNAs kunnen worden ingezet als methode om eiwitproductie in de cel te manipuleren, vergelijkbaar met het eukaryoot RNA-interferentiemechanisme, introduceerde d’Alia verschillende ncRNA-varianten die gericht zijn tegen het mRNA dat codeert voor het regulatoreiwit ScbR. De aanwezigheid van meerdere kopieën van deze ncRNAs leidde tot een sterke afname in de hoeveelheid geproduceerd ScbR-eiwit in de cel.

Meer informatie in de catalogus
Meer informatie in Picarta