Genome rearrangements can make and break small RNA genes.
Genome rearrangements can make and break small RNA genes.
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DOI：
10.1093/gbe/evv009
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发表时间：
2015-01-18
影响因子：
3.3
通讯作者：
Ochman H
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Raghavan R;Kacharia FR;Millar JA;Sislak CD;Ochman H
小 RNA (sRNA) 是短的转录调控元件，通常在细菌基因组的基因间区域 (IGR) 中编码。几种首先在大肠杆菌中识别的 sRNA 在肠道细菌中是保守的，但由于 sRNA 的调节作用，sRNA 库的差异可能是区分密切相关物种的特征的原因。我们扫描了大肠杆菌 MG1655 和鼠伤寒沙门氏菌基因组，寻找非同线 IGR 作为未表征的物种特异性 sRNA 的潜在来源，并发现基因组重排重新配置了多个 IGR，导致 sRNA 的破坏和形成。存在于大肠杆菌中但在沙门氏菌中被易位事件破坏的 IGR 内有一种 sRNA，它与 FNR/CRP 全局调节因子相关并影响大肠杆菌生物膜的形成。沙门氏菌特异性 sRNA 通过点突变从头进化，在基因组重排事件产生的 IGR 中产生 σ70 启动子序列。细菌物种之间 sRNA 池的差异先前被归因于重复、缺失或水平获取。在这里，我们表明基因组重排也通过破坏含有 sRNA 的 IGR 或创建新 sRNA 可能进化的 IGR 来促进这一过程。
Small RNAs (sRNAs) are short, transcribed regulatory elements that are typically encoded in the intergenic regions (IGRs) of bacterial genomes. Several sRNAs, first recognized in Escherichia coli, are conserved among enteric bacteria, but because of the regulatory roles of sRNAs, differences in sRNA repertoires might be responsible for features that differentiate closely related species. We scanned the E. coli MG1655 and Salmonella enterica Typhimurium genomes for nonsyntenic IGRs as a potential source of uncharacterized, species-specific sRNAs and found that genome rearrangements have reconfigured several IGRs causing the disruption and formation of sRNAs. Within an IGR that is present in E. coli but was disrupted in Salmonella by a translocation event is an sRNA that is associated with the FNR/CRP global regulators and influences E. coli biofilm formation. A Salmonella-specific sRNA evolved de novo through point mutations that generated a σ70 promoter sequence in an IGR that arose through genome rearrangement events. The differences in the sRNA pools among bacterial species have previously been ascribed to duplication, deletion, or horizontal acquisition. Here, we show that genomic rearrangements also contribute to this process by either disrupting sRNA-containing IGRs or creating IGRs in which novel sRNAs may evolve.
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