Small regulatory RNAs in Agrobacterium tumefaciens = Kleine

H. Zusammenfassung
H. Zusammenfassung
Agrobacterium tumefaciens ist ein weit verbreitetes Bodenbakterium, das Tumore auf
Pflanzen induziert. In der dicht besiedelten Rhizosphere benötigen Bakterien
verschiedene Mechanismen, um ihre Genexpression an die sich ständig ändernden
Umweltbedingungen anzupassen. Während der letzten Jahre wurde deutlich, dass
sRNAs – oft in Verbindung mit dem RNA-bindenden Protein Hfq – die Regulation der
Genexpression in Bakterien stark beeinflussen.
Eine bioinformatische Vorhersage von sRNAs auf dem zirkulären Chromosom von
A. tumefaciens lieferte zahlreiche Kandidaten, von denen einige durch NorthernHybridisierungen bestätigt wurden. Eine dieser sRNAs reprimiert mehrere ABCTransporter-Proteine und wurde daher als AbcR1 (für ABC-Regulator) bezeichnet.
Die sehr ähnliche sRNA AbcR2 ist direkt stromabwärts von ihr kodiert. „Toeprint“Analysen und Degradations-Experimente zeigten, dass AbcR1 die Translation von
atu2422 durch Bindung an die Ribosom-Bindestelle verhindert und die Degradation
der mRNA induziert. Das atu2422-Gen kodiert ein γ-Aminobuttersäure (GABA)bindendes Protein. Aufnahme-Studien mit Wildtyp-Zellen und sRNA-Mutanten
zeigten eindeutig, dass AbcR1 die GABA-Aufnahme von Agrobacterium reguliert.
GABA ist am Abwehrmechanismus der Pflanze beteiligt und unterdrückt Quorumsensing regulierte Virulenz-Funktionen im Bakterium.
Um weitere sRNAs in Agrobacterium zu identifizieren und um Informationen über das
gesamte bakterielle Transkriptom zu erhalten, wurden Hochdurchsatz-cDNASequenzierungen
(RNA-seq)
verwendet.
Auf
diese
Weise
wurden
388
Transkriptions-Startpunkte annotierter Gene kartiert und 228 neue sRNAs auf allen
vier Replikons von A. tumefaciens identifiziert. Northern Hybridisierungen zeigten
unterschiedlich starke Expressionsraten einiger sRNAs unter verschiedenen
Stressbedingungen. Eine massiv Virulenz-induzierte, putative sRNA so wie einige
sRNAs, die in antisense-Orientierung auf dem Gegenstrang von Virulenz-Genen
gefunden wurden, deuten auf den Einfluss dieser sRNAs auf die Virulenz-Kaskade
von Agrobacterium hin.
Ein drittes Teil-Projekt war dem RNA-Chaperon Hfq gewidmet. Gel-RetardationsExperimente zeigten eine Interaktion zwischen dem Protein und den beiden AbcR
sRNAs. Außerdem werden einige, neu identifizierte sRNAs in A. tumefaciens von Hfq
stabilisiert. Eine hfq Deletions-Mutante wies eine erhöhte Expression von ABC-
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Transportern, sowie signifikante Defizite im Wachstum, der Zell-Morphologie, der
Motilität und der Tumor-Bildung auf. Hfq ist daher von großer Relevanz für eine
Reihe komplexer, physiologischer Prozesse.
Die vorliegende Arbeit liefert wertvolle Informationen über sRNA-abhängige
Genregulation und deren Einfluss auf die Zellphysiologie von A. tumefaciens.
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