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Novel roles of the RNase E adaptor protein RapZ in E. coli-K12
Lara Veronika Perko Budja
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Zentrum für Molekulare Biologie
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Molecular Microbiology, Microbial Ecology and Immunobiology
Betreuer*in
Boris Görke
DOI
10.25365/thesis.73261
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-10672.76498.484372-1
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Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Die Zellhülle von Gram-negativen Bakterien ist eine wichtige Barriere, die die Zellen vor Veränderungen in ihrer Umgebung und schädlichen Chemikalien, wie zum Beispiel Antibiotika, schützt. Um die Schäden an ihrer Zellhülle zu überstehen, evolvierten Bakterien komplexe Signaltransduktionswege. In Escherichia coli nimmt der Sigma-Faktor σE eine Schlüsselrolle in der Zellhüllstressantwort ein, aber die von σE vermittelte Antwort ist noch nicht vollständig aufgeklärt. Vor kurzem wurde entdeckt, dass die Induktion der σE-Antwort die Expression des rpoN Operons über den oberhalb liegenden lptAp1 Promoter stark hochreguliert. In dieser Arbeit wurde der lptAp1 Promoter durch Transposonmutagenese und die Zugabe des antimikrobiellen Peptids Thanatin charakterisiert. Dabei stellte sich heraus, dass dieser Promoter spezifisch auf Schäden im Lipopolysaccharid reagiert. Darüber hinaus weisen die Ergebnisse dieser Arbeit darauf hin, dass die Transkription vom lptAp1 Promoter weit in das rpoN Operon hinein durchliest. Dadurch akkumulieren alle Proteine, die in dem Operon kodiert sind, inklusive RapZ, wenn der Sigma-Faktor σE aktiviert wird. Das RNA-bindende Protein RapZ kontrolliert die Biosynthese der Zellhüllenbestandteile über die Steuerung der GlmS Mengen unter Berücksichtigung der Glucosamin-6-Phosphat Konzentration und den kleinen RNAs GlmY und GlmZ. Die Ergebnisse zeigten, dass Zellhüllstress die RapZ-Mengen erhöht und dadurch auch die Prozessierung der sRNA GlmZ beeinträchtigt. Somit wird auch die komplexe Regulation von GlmY/GlmZ/glmS beeinflusst, wodurch wiederum die Biosynthese von Zellhüllbestandteilen verhindert werden könnte, solange die Zellhülle noch nicht repariert wurde. Des Weiteren wurde eine vermeintliche Funktion von RapZ in der Regulation von Transkripten für Kälte-Schock-Proteine analysiert, aber Ergebnisse einer früheren Transkriptom-Analyse konnten nicht bestätigt werden.
Abstract
(Englisch)
The cell envelope of Gram-negative bacteria is a crucial barrier protecting the cells from changing environmental conditions and detrimental chemicals, such as antibiotics. To overcome damages to the envelope, bacteria have evolved complex signal transduction pathways. In Escherichia coli, a key player of the envelope stress response is the σ factor σE. However, the full extent of the σE response in E. coli is not understood. Recently, it was discovered that induction of the σE response leads to a burst of rpoN operon expression via activation of the lptAp1 promoter located upstream. In this thesis, the activation of lptAp1 was characterized by transposon mutagenesis and addition of the antimicrobial peptide thanatin. Taken together, the data suggests that this promoter specifically responds to lipopolysaccharide defects. In addition, the results of this thesis indicate transcriptional readthrough from the lptAp1 promoter into the rpoN operon. Consequently, all proteins encoded by this operon, including RapZ, are more abundant upon activation of σE. The RNA binding protein RapZ controls biosynthesis of cell envelope precursors by regulating levels of enzyme GlmS in response to the abundance of its product, glucosamine-6-phosphate, via two small RNAs, GlmY and GlmZ. The results show that envelope stress increases RapZ levels and therefore also affects processing of the sRNA GlmZ, which impacts the regulatory GlmY/GlmZ/glmS circuit, likely preventing de novo biosynthesis of cell envelope components when the envelope is defective. Moreover, a putative role of RapZ in the regulation of cold-shock related transcripts was analyzed, but results from a previous RNA sequencing analysis could not be confirmed.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
Zellhülle Gram-negativen Bakterien Escherichia coli Zellhüllstressantwort Sigma-Faktor σE
Schlagwörter
(Englisch)
cell envelope Gram-negative bacteria Escherichia coli envelope stress response sigma factor σE
Autor*innen
Lara Veronika Perko Budja
Haupttitel (Englisch)
Novel roles of the RNase E adaptor protein RapZ in E. coli-K12
Paralleltitel (Deutsch)
Neue Rollen des RNase E Adapter Proteins RapZ in E. coli-K12
Publikationsjahr
2023
Umfangsangabe
209 Seiten : Illustrationen
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Boris Görke
Klassifikation
42 Biologie > 42.13 Molekularbiologie
AC Nummer
AC16804509
Utheses ID
66216
Studienkennzahl
UA | 066 | 830 | |