La protéine, connue sous le nom de NusG, met en pause la machinerie de transcription à des séquences d’ADN spécifiques pour faciliter ce que l’on appelle la «terminaison intrinsèque» et empêcher une transcription indésirable qui pourrait perturber la fonction cellulaire.
Une nouvelle étude, menée par des chercheurs de Penn Point out, montre que NusG et la protéine associée, NusA, facilitent ensemble la terminaison à environ 88% des terminateurs intrinsèques dans la bactérie Bacillus subtilis. Comprendre ce processus élargit nos connaissances de foundation sur cette fonction cellulaire clé et pourrait éventuellement aider au développement d’antibiotiques qui ciblent et perturbent la régulation des gènes chez les bactéries. Un short article décrivant la recherche apparaît en ligne dans la revue eLife.
“Pour qu’une cellule puisse accéder aux informations génétiques stockées dans l’ADN, elle doit d’abord être transcrite en ARN par une enzyme appelée ARN polymérase”, a déclaré Zachary F. Mandell, étudiant diplômé à Penn Point out et leading auteur de l’article. «Ce processus est hautement coordonné pour garantir que les bons gènes sont exprimés au bon moment et à des niveaux appropriés pour que la cellule fonctionne correctement. Nous souhaitons comprendre les mécanismes qui permettent à la cellule d’arrêter la transcription à des endroits précis le extensive du génome. ”
Une régulation appropriée de l’expression génique se produit en trois étapes de foundation. Premièrement, la transcription est initiée par l’ARN polymérase qui se lie à l’ADN au début de la séquence en cours de transcription. NusA et NusG se lient ensuite à l’ARN polymérase pendant le processus d’élongation pour faire une copie d’ARN de la séquence d’ADN. Enfin, la transcription doit être terminée aux endroits appropriés dans le génome.
“L’arrêt de la transcription est particulièrement critical dans les bactéries motor vehicle les gènes sont étroitement regroupés le prolonged du génome, de sorte que le fait de ne pas terminer la transcription aux bons endroits pourrait conduire à une expression génique inappropriée”, a déclaré Paul Babitzke, professeur de biochimie et de biologie moléculaire à Penn Point out et le chef de l’équipe de recherche.
Les mécanismes de terminaison chez les bactéries ont traditionnellement été classés comme «dépendants du facteur», qui repose sur une protéine appelée Rho, ou comme terminaison intrinsèque, que l’on pensait être «indépendante du facteur». La terminaison intrinsèque repose sur une framework en épingle à cheveux ARN qui se forme dans la molécule d’ARN en cours de generation, ce qui provoque la libération de l’ARN par la machinerie de transcription.
NusG et NusA sont deux protéines classées comme facteur de transcription qui aident à réguler l’expression des gènes et font partie du complexe de protéines qui lisent et transcrivent l’ADN pendant l’élongation. NusA interagit avec la molécule d’ARN en cours de generation et NusG peut se lier à l’ADN pour interrompre l’élongation. Sur la foundation de recherches antérieures, on pense que NusA joue un rôle dans la terminaison intrinsèque en aidant à la development de l’épingle à cheveux ARN, mais le rôle de NusG dans la terminaison n’avait pas été établi.
Pour explorer davantage le rôle de ces deux protéines dans la terminaison intrinsèque, l’équipe de recherche a produit des souches de bactéries qui manquaient de NusA, manquaient de NusG et manquaient à la fois de NusA et de NusG. Ils ont ensuite utilisé une system qu’ils ont inventée appelée «Term-Seq», dans laquelle ils peuvent préserver et identifier les extrémités de toutes les molécules d’ARN produites dans leurs souches bactériennes. Les extrémités ARN des souches mutantes pourraient alors être comparées aux molécules d’ARN de bactéries avec NusA et NusG fonctionnant normalement.
“Nous avons constaté que certains websites de terminaison intrinsèques dépendaient de NusA, certains de NusG, certains de NusA ou NusG, et certains nécessitaient les deux”, a déclaré Mandell. «Nous avons été quelque peu surpris par le rôle vital que jouent ces deux protéines dans la terminaison intrinsèque. Un overall de 88% de tous les web pages de terminaison intrinsèque dépendaient de NusA ou NusG dans une certaine capacité. La terminaison intrinsèque n’est clairement pas complètement« indépendante du facteur ». ”
Les chercheurs étudient toujours le rôle précis que jouent les protéines Nus dans la terminaison de la transcription.
“Nous pensons que NusA aide directement à la formation des épingles à cheveux nécessaires à la terminaison intrinsèque et que NusG suspend l’élongation aux internet sites de terminaison pour donner à l’épingle à cheveux moreover de temps pour se former”, a déclaré Babitzke.