Малая РНК InvR, кодируемая островом патогенности 1 Salmonella, обеспечивает посттранскрипционную регуляцию активатора HilA по механизму обратной связи

Остров патогенности 1 (SPI1) кодирует систему секреции III типа, необходимую для проникновения бактерий в эпителиальные клетки кишечника. Экспрессию генов SPI1 регулируют многочисленные сигналы окружающей среды и регуляторные сигналы, однако в большинстве случаев молекулярные механизмы этой регуляции остаются неясными. Многие сигналы регулируют SPI1 на посттранскрипционном уровне; мы выявили несколько малых РНК, участвующих в регуляции контура SPI1. Регулятор транскрипции HilA активирует экспрессию генов, кодирующих структурные компоненты системы секреции III типа SPI1 и основные эффекторные белки. Транскрипция гена hilA регулируется белками семейства AraC — HilD, HilC и RtsA. 5′-нетранслируемая область мРНК hilA имеет длину около 350 нуклеотидов и связывает РНК-шаперон Hfq, что позволяет предположить, что она может служить мишенью для малых РНК. Для выявления малых РНК, связывающихся с 5′-нетранслируемой областью hilA, мы применили метод rGRIL-seq (обратную глобальную идентификацию мишеней малых РНК методом лигирования и секвенирования). Данные rGRIL-seq и результаты генетического анализа показали, что малая РНК InvR, кодируемая SPI1 (РНК, ассоциированная с генами инвазии), связывается с участком, перекрывающим сайт связывания рибосомы. HilD и HilC активируют экспрессию как hilA, так и invR. В свою очередь, InvR подавляет трансляцию мРНК hilA. Таким образом, малая РНК InvR, кодируемая SPI1, регулирует экспрессию SPI1 по механизму отрицательной обратной связи. Полученные данные позволяют предположить, что InvR тонко регулирует экспрессию SPI1 и предотвращает чрезмерную активацию экспрессии hilA. Это подчёркивает сложность регуляции SPI1 и вирулентности с участием малых РНК.

Значимость: Инфекции Salmonella Typhimurium представляют серьёзную проблему для общественного здравоохранения и могут вызывать заболевания от лёгкого гастроэнтерита до тяжёлой системной инфекции. Для инфицирования бактерии используют сложный аппарат, позволяющий проникать в эпителий кишечника. Чтобы эффективно бороться с такими инфекциями, необходимо понимать, как Salmonella регулирует эту систему. Мы показали, что малая РНК InvR обеспечивает отрицательную обратную связь, регулируя экспрессию системы инвазии. Эта работа подчёркивает роль малых РНК в сложной регуляторной сети Salmonella и позволяет лучше понять, как они участвуют в адаптации и патогенезе бактерии.