The effect of 6S-like RNAs on physiological differentiation of Streptomyces coelicolor

Abstract

Rozmanitost bakterií a jejich genomů může zapříčinit konzervaci funkčních molekulárních motivů na úrovni strukturní místo konzervace na úrovni sekvencí. V případě regulační 6S RNA byly nalezeny sekvenční homology u více než sta bakteriálních druhů. U bakterií rodu Strepomyces však nebyl nalezen žádný. Jedinečný genom těchto bakterií, důležitých pro svou schopnost produkce antibiotik, má vysoký obsah G-C párů bází a je představitelem unikátních genomů fylogeneticky staré větve Aktinobakterií. Funkce nekódující 6S RNA je dána její sekundární strukturou. 6S RNA svou strukturou napodobují cílové promotorové sekvence a vychytávají tak sigma faktory, které jsou součástí transkripčního aparátu. Tímto napomáhají přepínání souborů exprimovaných genů během vývojových přechodů. Pomocí porovnání in silico predikovaných sekundárních struktur známých 6S RNA byl vytvořen počítačový model, který predikoval 6S-like RNA u Streptomycet. Cílem této práce bylo ověřit expresi těchto 6S-like RNA predikovaných u Streptomyces coelicolor pomocí RT-PCR a RNA koimunoprecipitace (RNA CoIP). Výsledkem této práce je detekce šesti nových ncRNA transkriptů, které by mohly být homology 6S RNA u Streptomycet. Tato zjištění rovněz potvrdila in silico predikční metodu, kterou byly nalezeny nekóducíjí bakteriální RNA na základě...

The variety of bacteria and their genomes sometimes causes conservation of homologue molecules to be displayed not in sequence but in secondary and tertiary structures. In the case of the regulatory 6S RNA, sequence homologues have been found in over 100 bacterial species so far. However, none were found in the genus Streptomyces. The unique genome of these soil- dwelling bacteria, known for their capacity to produce antibiotics, has a high G/C content and diverges substantially from distantly related bacteria. Yet in the non-coding 6S RNA it is the secondary structure that is crucial for its function. The 6S RNAs trap sigma factors by mimicking target promoter sequences in order to help with switching sets of expressed genes during developmental transitions. 6S-like RNA genes in Streptomyces coelicolor have been computationally predicted by comparison of in silico modelled secondary structures of known 6S RNAs. The aim of this thesis was the verification of these 6S-like RNA predictions. The experimental approach was based on RNA co-immunoprecipitation (RNA CoIP), as well as RT- PCR from RNA samples. The outcomes of this project are the detection of six novel ncRNA transcripts with possible 6S-like RNA functions, which also served as the wet-lab verification of the in silico prediction technique...