A dual-function RNA balances carbon uptake and central metabolism in Vibrio cholerae.
A dual-function RNA balances carbon uptake and central metabolism in Vibrio cholerae.
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一个双功能的RNA平衡霍乱弧菌的碳吸收和中心代谢。
DOI：
10.15252/embj.2021108542
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发表时间：
2021-12-15
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Papenfort K
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Venkat K;Hoyos M;Haycocks JR;Cassidy L;Engelmann B;Rolle-Kampczyk U;von Bergen M;Tholey A;Grainger DC;Papenfort K
众所周知，细菌小RNA（sRNA）通过与反式编码转录物的碱基配对来调节基因表达，并且通常是非编码的。然而，据报道，一些sRNA也含有开放阅读框，因此被认为是双功能RNA。在这项研究中，我们发现了一种来自霍乱弧菌的双功能RNA，称为VcdRP，含有一种29个氨基酸的小蛋白（VcdP），以及一个碱基配对序列。使用正向遗传筛选，我们将VcdRP鉴定为霍乱毒素产生的阻遏物，并将这种表型与调节剂的碱基配对片段对碳转运的抑制联系起来。相比之下，我们证明了VcdP小蛋白通过与柠檬酸合成酶（GltA）（柠檬酸循环的第一种酶）结合在碳运输的下游起作用。VcdP与GltA的相互作用导致酶活性增加，并且VcdR和VcdP一起重新路由碳代谢。我们进一步表明，CRP抑制vcdRP的转录，使我们能够提供一个模型，其中VcdRP采用两种不同的分子机制，以同步在霍乱弧菌的中央代谢。对霍乱毒素产生的阻遏物的筛选将VcdPR鉴定为第一个既作为非编码表达调节剂又通过编码小蛋白质起作用的霍乱弧菌RNA。
Bacterial small RNAs (sRNAs) are well known to modulate gene expression by base pairing with trans‐encoded transcripts and are typically non‐coding. However, several sRNAs have been reported to also contain an open reading frame and thus are considered dual‐function RNAs. In this study, we discovered a dual‐function RNA from Vibrio cholerae, called VcdRP, harboring a 29 amino acid small protein (VcdP), as well as a base‐pairing sequence. Using a forward genetic screen, we identified VcdRP as a repressor of cholera toxin production and link this phenotype to the inhibition of carbon transport by the base‐pairing segment of the regulator. By contrast, we demonstrate that the VcdP small protein acts downstream of carbon transport by binding to citrate synthase (GltA), the first enzyme of the citric acid cycle. Interaction of VcdP with GltA results in increased enzyme activity and together VcdR and VcdP reroute carbon metabolism. We further show that transcription of vcdRP is repressed by CRP allowing us to provide a model in which VcdRP employs two different molecular mechanisms to synchronize central metabolism in V. cholerae. A screen for repressors of cholera toxin production identifies VcdPR as the first V. cholerae RNA that acts both as a non‐coding expression modulator and by encoding a small protein.
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