Assembly landscape for the bacterial large ribosomal subunit.
Assembly landscape for the bacterial large ribosomal subunit.
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DOI：
10.1038/s41467-023-40859-w
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发表时间：
2023-08-26
影响因子：
16.6
通讯作者：
Williamson, James R.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Sheng, Kai;Li, Ning;Rabuck-Gibbons, Jessica N.;Dong, Xiyu;Lyumkis, Dmitry;Williamson, James R.
细菌中核糖体的组装效率很高，大约需要 2-3 分钟，但这使得组装中间体的丰度非常低，这对机械理解来说是一个挑战。组装过程的遗传扰动会造成中间体积累的瓶颈，从而促进结构表征。我们使用冷冻电子显微镜，通过迭代亚分类来识别大肠杆菌 50S 核糖体亚基组装过程中的中间体。使用 PCA-UMAP-HDBSCAN 的降维和聚类选择方法促进了对跨越 50 S 亚基整个生物发生途径的中间体集合的分析。 RNA 中与相关蛋白质协同折叠单元的身份被揭示，这些单元的层次结构揭示了所有 RNA 和蛋白质成分的完整组装图。组装通常以共转录的方式进行，在环境中具有一定的灵活性，以确保该中心细胞过程在各种生长条件下的效率。核糖体生物发生是细菌中复杂但有效的过程。在这里，作者使用冷冻电子显微镜和迭代分层亚分类来识别大肠杆菌 50 S 核糖体亚基组装中的中间体。
Assembly of ribosomes in bacteria is highly efficient, taking ~2-3 min, but this makes the abundance of assembly intermediates very low, which is a challenge for mechanistic understanding. Genetic perturbations of the assembly process create bottlenecks where intermediates accumulate, facilitating structural characterization. We use cryo-electron microscopy, with iterative subclassification to identify intermediates in the assembly of the 50S ribosomal subunit from E. coli. The analysis of the ensemble of intermediates that spans the entire biogenesis pathway for the 50 S subunit was facilitated by a dimensionality reduction and cluster picking approach using PCA-UMAP-HDBSCAN. The identity of the cooperative folding units in the RNA with associated proteins is revealed, and the hierarchy of these units reveals a complete assembly map for all RNA and protein components. The assembly generally proceeds co-transcriptionally, with some flexibility in the landscape to ensure efficiency for this central cellular process under a variety of growth conditions. Ribosome biogenesis is complex but efficient process in bacteria. Here the authors use cryo-electron microscopy and iterative hierarchical subclassification to identify intermediates in the assembly of the 50 S ribosomal subunit from E. coli.
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