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Studies on the regulatory mechanisms of the sRNAs PaeII and PaeIII in Pseudomonas aeruginosa
Stephan Rindler
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Zentrum für Molekulare Biologie
Betreuer*in
Udo Bläsi
DOI
10.25365/thesis.32344
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-29290.55972.359369-7
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Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Pseudomonas aeruginosa ist ein humanpathogenes Bakterium und bekannt dafür eine Vielzahl verschiedener Lebensräume zu besiedeln. Essentiell dafür ist die schnelle Adaptierung der bakteriellen Physiologie in Reaktion auf sich ändernde Umweltbedingungen. Die meisten bis jetzt erforschten kleinen regulatorischen RNAs in P. aeruginosa sind Teil der Mechanismen die zu einer Anpassung der Genexpression an die äußeren Bedingungen führen. Kleine regulatorische RNAs können an mRNAs binden und dadurch die Translation beeinflussen.
Vorhergegangene Studien identifizierten zwei neue kleine P. aeruginosa (PAO1) RNAs, die PaeII und PaeIII benannt wurden. Die 107 Nukleotide lange sRNA PaeII ist zwischen den offenen Leserahmen PA4040 und PA4041 kodiert. Diese RNA wird kontinuierlich unter Nährstoff limitierenden Bedingungen synthetisiert. PaeII wird durch RNase E zu einer kürzeren, 70 Nukleotide langen, Variante prozessiert. Um die mögliche Funktion von PaeII zu ergründen wurde eine Transkriptomanalyse durchgeführt. Hierzu wurde der Gesamtpool an mRNA in P. aeruginosa PAO1 und einer isogenen paeII Mutante sequenziert.
Es konnte gezeigt werden, dass die Expression von PaeII vor allem mRNAs beeinflusst die für Transmembran Transportsysteme kodieren. Eine weitere Gemeinsamkeit einiger PaeII regulierten Gene ist, dass sie unter der Kontrolle des Regulators der Zink-Aufname, Zur, stehen.
PaeIII wird in der stationären Wachstumsphase von PAO1 produziert. Eine vorangegangen Transkriptomanalyse indizierte, dass die Expression von rpoS durch PaeIII reduziert wird. Bioinformatische Analysen sagten eine mögliche Interaktionsstelle von PaeIII mit der rpoS mRNA, im Bereich der Shine and Dalgarno Sequenz, voraus. Die rpoS Translation war im P. aeruginosa Wild Typ Stamm gegenüber der PAO1 paeIII Mutante reduziert.
Die negative Regulation von rpoS mRNA mittels PaeIII konnte durch Deletion der PaeIII Sequenz, die mit der rpoS mRNA interagiert, untermauert werden.
Abstract
(Englisch)
Pseudomonas aeruginosa is an opportunistic human pathogen and well known for its ability
to colonize almost any environment, which requires a quick adaption of the bacterial
physiology. The majority of the studied Pseudomonas aeruginosa small regulatory RNAs
(sRNAs) appear to adjust bacterial physiology in response to environmental changes or stress
conditions and are involved in the regulation of virulence genes. There are three major
classes of small regulatory RNAs. They can exert their regulatory function by base-pairing
with mRNAs, by interaction with proteins or by targeting of DNA as exemplified by the
CRISPR defense system. The group of sRNAs which act by base-pairing with mRNAs
frequently requires the RNA chaperone Hfq for their function.
Previous studies identified two novel Pseudomonas aeruginosa sRNAs, which are termed
PaeII and PaeIII, respectively. The sRNA PaeII is encoded between open reading frames
PA4040 and PA4041 and is 108nt in length. It is processed to a shorter ~70 nucleotide RNA by
RNase E. Expression of paeII was shown to be massively induced throughout growth of P.
aeruginosa in minimal medium. To further elucidate the function of PaeII a high-throughput
RNA sequencing analysis was performed with strain P. aeruginosa PAO1 and with an isogenic
strain harboring a deletion in the paeII gene.
The results showed that expression of paeII resultend in a different abundance of trancripts
coding for proteins involved in transmembrane transport. The possible targets of PaeII
included several genes regulated by the P. aeruginosa zinc uptake regulator Zur.
The sRNA PaeIII is expressed during stationary phase. A transcriptome analysis indicated that
rpoS mRNA translation is impeded by PaeIII. A bioinformatic analysis revealed a possible
interaction site of PaeIII with rpoS mRNA, which includes the Shine and Dalgarno sequence.
The comparison of the β-Galactosidase levels conferred by a translational rpoS::lacZ fusion
confirmed that PaeIII impedes translation of the rpoS mRNA and the negative regulation
involves a part of the predicted PaeIII-rpoS interaction site.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
regulatory mechanisms small RNAs Pseudomonas aeruginosa
Schlagwörter
(Deutsch)
regulatorische Mechanismen kleine RNAs Pseudomonas aeruginosa
Autor*innen
Stephan Rindler
Haupttitel (Englisch)
Studies on the regulatory mechanisms of the sRNAs PaeII and PaeIII in Pseudomonas aeruginosa
Paralleltitel (Deutsch)
Untersuchung der regulatorischen Mechanismen die den kleinen Pseudomonas aeruginosa RNAs PaeII und PaeIII zugrunde liegen
Publikationsjahr
2014
Umfangsangabe
73 S. : graph. Darst.
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Udo Bläsi
Klassifikationen
42 Biologie > 42.13 Molekularbiologie ,
42 Biologie > 42.30 Mikrobiologie
AC Nummer
AC12076956
Utheses ID
28737
Studienkennzahl
UA | 066 | 830 | |