Die Rolle der DEAD-Box-Helikasen CshA und CshB bei der bakteriellen Qualitätskontrolle der Translation
Biochemie
Stoffwechselphysiologie, Biochemie und Genetik der Mikroorganismen
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Ribosomenkollisionen sind Stresssignale der ribosomalen Translation. In B. subtilis werden sie von MutS2 erkannt, das das „gestallte“ Ribosom spaltet. Aktuelle Strukturdaten deuten jedoch darauf hin, dass MutS2 nur bei Kollisionen wirken kann, bei denen sich das „gestallte“ Ribosome in einer unrotierten Konformation befindet, nicht aber bei Kollisionen mit rotierten „gestallten“ Ribosomen oder „gestallten“ Monosomen. Unser Labor hat zuvor zwei RNA- Helikasen, CshA und CshB, identifiziert, die in Immunopräzipitationen von MutS2 angereichert sind. Es wurde gezeigt, dass RNA-Helikasen Ribosomen bei Kollisionen während der eukaryotischen Translationsstressreaktion spalten. Darüber hinaus wurde CshA funktionell mit dem RNA-Degradosom von B. subtilis in Verbindung gebracht, was darauf hindeutet, dass die Helikase am mRNA-Abbau oder der Ribosomenspaltung nach Ribosomenkollisionen beteiligt sein könnten. In dieser Arbeit haben wir festgestellt, dass die Deletion der cshA- oder cshB-Gene die Zellen für solche Antibiotika sensibilisiert, die Ribosomen in einer rotierten Konformation zum Stillstand bringen. Entscheidend ist, dass die Deletion von CshA Zellen für niedrige Dosen von Spectinomycin sensibilisiert, während die Deletion von CshB Zellen nur für hohe Dosen von Spectinomycin sensibilisiert, die zu hoch sind, um Kollisionen auszulösen. Wir zeigen ferner, dass die Sedimentation von CshA und CshB mit Ribosomen und Kollisionen durch niedrige bzw. hohe Dosen von Spectinomycin beeinträchtigt wird und dass dies mit nicht identifizierten posttranslationalen Modifikationen beider Helikasen zusammenhängt. Schließlich haben wir einen neuen Ribosomenkollisionszustand identifiziert, bei dem das Disom eine „Top-to-Bottom“ Ausrichtung annimmt. Obwohl wir nicht in der Lage waren, die genaue Funktion der Helikasen biochemisch zu charakterisieren, konnten wir sowohl für CshA als auch für CshB eine funktionelle Rolle bei der bakteriellen Qualitätskontrolle der Translation nachweisen. Wir schlagen ein Modell vor, bei dem CshA an der Erkennung von Ribosomenkollisionen mit in einem rotierten, „gestallten“ Ribosome beteiligt ist, während CshB an der Rettung „gestallten“ Monosomen beteiligt ist.
