МАЛЫЕ НЕКОДИРУЮЩИЕ РНК – ГЛОБАЛЬНЫЕ РЕГУЛЯТОРЫ ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА БАКТЕРИЙ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Бактерии используют широкий спектр регуляторных систем, приспосабливаясь к жизни в различных условиях окружающей среды. Среди таких регуляторов важнейшее место занимают малые некодирующие РНК (нкРНК). Действуя преимущественно на посттранскрипционном уровне, малые нкРНК позволяют бактериям быстро корректировать экспрессию генов в ответ на внешние воздействия. Они участвуют в регуляции практически всех клеточных процессов, включая репликацию, транскрипцию, трансляцию, энергетический и общий метаболизм, устойчивость к антибиотикам, бактериальную вирулентность, а также в механизмах, связанных с бактериальным патогенезом. Бактериальные малые нкРНК способны опосредовать взаимодействие между бактериями и организмом хозяина, напрямую модулируя экспрессию эукариотических генов (чаще всего связанных с иммунным ответом). Таким образом, нкРНК служат универсальными и мощными регуляторными элементами, обеспечивающими выживание и активное функционирование бактерий в неблагоприятных условиях.

Об авторах

Ю. В Скворцова

ФГБУН ГНЦ "Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова" РАН

Email: ju.skvortsova@gmail.com
Москва, Россия

А. С Григоров

ФГБУН ГНЦ "Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова" РАН

Москва, Россия

О. С Быченко

ФГБУН ГНЦ "Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова" РАН

Москва, Россия

Т. Л Ажикина

ФГБУН ГНЦ "Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова" РАН

Москва, Россия

Список литературы

  1. Eichner H., Karlsson J., Loh E. // Trends Microbiol. 2022. V. 30. P. 959–972. https://doi.org/10.1016/j.tim.2022.03.007
  2. Marek M.S., Johnson-Buck A., Walter N.G. // Phys. Chem. Chem. Phys. 2011. V. 13. P. 11524–11537. https://doi.org/10.1039/C1CP20576E
  3. Карпов А.С., Елкина Д.А., Орецкая Т.С., Кубарева Е.А. // Биоорг. химия. 2023. V. 49. P. 555–574. https://doi.org/10.31857/S0132342323060088
  4. Saberi F., Kamali M., Najafi A., Yazdanparast A., Moghaddam M.M. // Cell. Mol. Biol. Lett. 2016. V. 21. P. 1–17. https://doi.org/10.1186/s11658-016-0007-z
  5. Kawano M., Aravind Á., Storz G. // Mol. Microbiol. 2007. V. 64. P. 738–754. https://doi.org/10.1111/j.1365-2958.2007.05688.x
  6. Quendera A.P., Seixas A.F., Dos Santos R.F., Santos I., Silva J.P., Arraiano C.M., Andrade J.M. // Front. Mol. Biosci. 2020. V. 7. P. 78. https://doi.org/10.3389/fmolb.2020.00078
  7. Watkins D., Arya D.P. // Non-coding RNA Investig. 2019. V. 3. P. 28. https://doi.org/10.21037/ncri.2019.10.02
  8. Morfeldt E., Taylor D., von Gabain A., Arvidson S. // EMBO J. 1995. V. 14. P. 4569. https://doi.org/10.1002/j.1460-2075.1995.tb00136.x
  9. Novick R.P., Ross H., Projan S., Kornblum J., Kreiswirth B., Moghazeh S. // EMBO J. 1993. V. 12. P. 3967. https://doi.org/10.1002/j.1460-2075.1993.tb06074.x
  10. Chevalier C., Boisset S., Romilly C., Masquida B., Fechter P., Geissmann T., Vandenesch F., Romby P. // PLoS Pathog. 2010. V. 6. P. e1000809. https://doi.org/10.1371/journal.ppat.1000809
  11. Huntzinger E., Boisset S., Saveanu C., Benito Y., Geissmann T., Namane A., Lina G., Etienne J., Ehresmann B., Ehresmann C. // EMBO J. 2005. V. 24. P. 824–835. https://doi.org/10.1038/sj.emboj.7600572
  12. Papenfort K., Sun Y., Miyakoshi M., Vanderpool C.K., Vogel J. // Cell. 2013. V. 153. P. 426–437. https://doi.org/10.1016/j.cell.2013.03.003
  13. Kawamoto H., Koide Y., Morita T., Aiba H. // Mol. Microbiol. 2006. V. 61. P. 1013–1022. https://doi.org/10.1111/j.1365-2958.2006.05288.x
  14. Vanderpool C.K., Gottesman S. // Mol. Microbiol. 2004. V. 54. P. 1076–1089. https://doi.org/10.1111/j.1365-2958.2004.04348.x
  15. Wadler C.S., Vanderpool C.K. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2007. V. 104. P. 20454–20459. https://doi.org/10.1073/pnas.0708102104
  16. Giangrossi M., Prosseda G., Tran C.N., Brandi A., Colonna B., Falconi M. // Nucleic Acids Res. 2010. V. 38. P. 3362–3375. https://doi.org/10.1093/nar/gkq025
  17. Udekwu K.I., Darfeuille F., Vogel J., Reimegård J., Holmqvist E., Wagner E.G.H. // Genes Dev. 2005. V. 19. P. 2355–2366. https://doi.org/10.1101/gad.354405
  18. Leiva L.E., Katz A. // Microorganisms. 2022. V. 10. P. 723. https://doi.org/10.3390/microorganisms10040723
  19. Sharma C.M., Darfeuille F., Plantinga T.H., Vogel J. // Genes Dev. 2007. V. 21. P. 2804–2817. https://doi.org/10.1101/gad.447207
  20. Pfeiffer V., Papenfort K., Lucchini S., Hinton J.C., Vogel J. // Nat. Struct. Mol. Biol. 2009. V. 16. P. 840– 846. https://doi.org/10.1038/nsmb.1631
  21. Bandyra K.J., Said N., Pfeiffer V., Górna M.W., Vogel J., Luisi B.F. // Mol. Cell. 2012. V. 47. P. 943– 953. https://doi.org/10.1016/j.molcel.2012.07.015
  22. Večerek B., Moll I., Bläsi U. // EMBO J. 2007. V. 26. P. 965–975. https://doi.org/10.1038/sj.emboj.7601553
  23. Sonnleitner E., Gonzalez N., Sorger-Domenigg T., Heeb S., Richter A.S., Backofen R., Williams P., Hüttenhofer A., Haas D., Bläsi U. // Mol. Microbiol. 2011. V. 80. P. 868–885. https://doi.org/10.1111/j.1365-2958.2011.07620.x
  24. Prévost K., Desnoyers G., Jacques J.-F., Lavoie F., Massé E. // Genes Dev. 2011. V. 25. P. 385– 396. https://doi.org/10.1101/gad.2001711
  25. Brownlee G. // Nature New Biol. 1971. V. 229. P. 147– 149. https://doi.org/10.1038/newbio229147a0
  26. Burenina O.Y., Elkina D.A., Hartmann R.K., Oretskaya T.S., Kubareva E.A. // Biochemistry (Moscow). 2015. V. 80. P. 1429–1446. https://doi.org/10.1134/S0006297915110048
  27. Wassarman K.M., Storz G. // Cell. 2000. V. 101. P. 613–623. https://doi.org/10.1016/S0092-8674(00)80873-9
  28. Liu M.Y., Gui G., Wei B., Preston J.F., Oakford L., Yuksel U., Giedroc D.P., Romeo T. // J. Biol. Chem. 1997. V. 272. P. 17502–17510. https://doi.org/10.1074/jbc.272.28.17502
  29. Baker C.S., Morozov I., Suzuki K., Romeo T., Babitzke P. // Mol. Microbiol. 2002. V. 44. P. 1599–1610. https://doi.org/10.1046/j.1365-2958.2002.02982.x
  30. Lalaouna D., Eyraud A., Devinck A., Prévost K., Massé E. // Mol. Microbiol. 2019. V. 111. P. 473–486. https://doi.org/10.1111/mmi.14168
  31. Miyakoshi M., Chao Y., Vogel J. // EMBO J. 2015. V. 34. P. 1478–1492.
  32. Pagliuso A., Tham T.N., Allemand E., Robertin S., Dupuy B., Bertrand Q., Becavin C., Koutero M., Najburg V., Nahori M.A., Tangy F., Stavru F., Bessonov S., Dessen A., Muchardt C., Lebreton A., Komarova A.V., Cossart P. // Cell Host Microbe. 2019. V. 26. P. 823–835.e11. https://doi.org/10.1016/j.chom.2019.10.004
  33. Abdullah Z., Schlee M., Roth S., Mraheil M.A., Barchet W., Bottcher J., Hain T., Geiger S., Hayakawa Y., Fritz J.H., Civril F., Hopfner K.P., Kurts C., Ruland J., Hartmann G., Chakraborty T., Knolle P.A. // EMBO J. 2012. V. 31. P. 4153–4164. https://doi.org/10.1038/emboj.2012.274
  34. Cheng Y., Schorey J.S. // J. Exp. Med. 2018. V. 215. P. 2919–2935. https://doi.org/10.1084/jem.20180508
  35. Bychenko O.S., Khrulev A.A., Svetlova J.I., Tsvetkov V.B., Kamzeeva P.N., Skvortsova Y.V., Tupertsev B.S., Ivanov I.A., Aseev L.V., Khodarovich Y.M., Belyaev E.S., Kozlovskaya L.I., Zatsepin T.S., Azhikina T.L., Varizhuk A.M., Aralov A.V. // Nucleic Acids Res. 2023. V. 51. P. 2586–2601. https://doi.org/10.1093/nar/gkad100
  36. Schwechheimer C., Kuehn M.J. // Nat. Rev. Microbiol. 2015. V. 13. P. 605–619. https://doi.org/10.1038/nrmicro3525
  37. Gurung M., Moon D.C., Choi C.W., Lee J.H., Bae Y.C., Kim J., Lee Y.C., Seol S.Y., Cho D.T., Kim S.I. // PLoS One. 2011. V. 6. P. e27958. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0027958
  38. Prados-Rosales R., Baena A., Martinez L.R., Luque-Garcia J., Kalscheuer R., Veeraraghavan U., Camara C., Nosanchuk J.D., Besra G.S., Chen B. // J. Clin. Invest. 2011. V. 121. P. 1471–1483.
  39. Mashburn L.M., Whiteley M. // Nature. 2005. V. 437. P. 422–425. https://doi.org/10.1038/nature03925
  40. Thuan Tong T., Mörgelin M., Forsgren A., Riesbeck K. // J. Infect. Dis. 2007. V. 195. P. 1661–1670. https://doi.org/10.1086/517611
  41. Kesty N.C., Mason K.M., Reedy M., Miller S.E., Kuehn M.J. // EMBO J. 2004. V. 23. P. 4538–4549. https://doi.org/10.1038/sj.emboj.7600471
  42. Tashiro Y., Yawata Y., Toyofuku M., Uchiyama H., Nomura N. // Microbes Environ. 2013. V. 28. P. 13–24. https://doi.org/10.1264/jsme2.ME12167
  43. Guerrero-Mandujano A., Hernández-Cortez C., Ibarra J.A., Castro-Escarpulli G. // Traffic. 2017. V. 18. P. 425–432. https://doi.org/10.1111/tra.12488
  44. Caruana J.C., Walper S.A. // Front. Microbiol. 2020. V. 11. P. 432. https://doi.org/10.3389/fmicb.2020.00432
  45. O’Donoghue E.J., Krachler A.M. // Cell. Microbiol. 2016. V. 18. P. 1508–1517. https://doi.org/10.1111/cmi.12655
  46. Kaparakis-Liaskos M., Ferrero R.L. // Nat. Rev. Immunol. 2015. V. 15. P. 375–387. https://doi.org/10.1038/nri3837
  47. Patten D.A., Hussein E., Davies S.P., Humphreys P.N., Collett A. // Microbiology. 2017. V. 163. P. 702–711. https://doi.org/10.1099/mic.0.000468
  48. Skerniškytė J., Karazijaitė E., Lučiūnaitė A., Sužiedėlienė E. // Pathogens. 2021. V. 10. P. 407. https://doi.org/10.3390/pathogens10040407
  49. Dorward D.W., Garon C.F., Judd R.C. // J. Bacteriol. 1989. V. 171. P. 2499–2505. https://doi.org/10.1128/jb.171.5.2499-2505.1989
  50. Alvarez-Erviti L., Seow Y., Yin H., Betts C., Lakhal S., Wood M.J. // Nat. Biotechnol. 2011. V. 29. P. 341– 345. https://doi.org/10.1038/nbt.1807
  51. Wood M., Yin H., McClorey G. // PLoS Genet. 2007. V. 3. P. e109. https://doi.org/10.1371/journal.pgen.0030109
  52. Biller S.J., Schubotz F., Roggensack S.E., Thompson A.W., Summons R.E., Chisholm S.W. // Science. 2014. V. 343. P. 183–186. https://doi.org/10.1126/science.1243457
  53. Sjöström A.E., Sandblad L., Uhlin B.E., Wai S.N. // Sci Rep. 2015. V. 5. P. 15329. https://doi.org/10.1038/srep15329
  54. Ghosal A., Upadhyaya B.B., Fritz J.V., Heintz-Buschart A., Desai M.S., Yusuf D., Huang D., Baumuratov A., Wang K., Galas D., Wilmes P. // Microbiology Open. 2015. V. 4. P. 252–266. https://doi.org/10.1002/mbo3.235
  55. Blenkiron C., Simonov D., Muthukaruppan A., Tsai P., Dauros P., Green S., Hong J., Print C.G., Swift S., Phillips A.R. // PLoS One. 2016. V. 11. P. e0160440. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0160440
  56. Choi H.I., Kim M., Jeon J., Han J.K., Kim K.S. // Biochem. Biophys. Res. Commun. 2017. V. 490. P. 991–996. https://doi.org/10.1016/j.bbrc.2017.06.152
  57. Malabirade A., Habier J., Heintz-Buschart A., May P., Godet J., Halder R., Etheridge A., Galas D., Wilmes P., Fritz J.V. // Front Microbiol. 2018. V. 9. P. 2015. https://doi.org/10.3389/fmicb.2018.02015
  58. Choi J.S., Kim W., Suk S., Park H., Bak G., Yoon J., Lee Y. // RNA Biol. 2018. V. 15. P. 1319–1335. https://doi.org/10.1080/15476286.2018.1532252
  59. Resch U., Tsatsaronis J.A., Le Rhun A., Stübiger G., Rohde M., Kasvandik S., Holzmeister S., Tinnefeld P., Wai S.N., Charpentier E. // mBio. 2016. V. 7. P. e00207-16. https://doi.org/10.1128/mBio.00207-16
  60. Rodriguez B.V., Kuehn M.J. // Sci Rep. 2020. V. 10. P. 18293. https://doi.org/10.1038/s41598-020-75123-9
  61. Buck A.H., Coakley G., Simbari F., McSorley H.J., Quintana J.F., Le Bihan T., Kumar S., Abreu-Goodger C., Lear M., Harcus Y., Ceroni A., Babayan S.A., Blaxter M., Ivens A., Maizels R.M. // Nat Commun. 2014. V. 5. P. 5488. https://doi.org/10.1038/ncomms6488
  62. Koeppen K., Hampton T.H., Jarek M., Scharfe M., Gerber S.A., Mielcarz D.W., Demers E.G., Dolben E.L., Hammond J.H., Hogan D.A., Stanton B.A. // PLoS Pathog. 2016. V. 12. P. e1005672. https://doi.org/10.1371/journal.ppat.1005672
  63. Ho M.-H., Chen C.-H., Goodwin J.S., Wang B.-Y., Xie H. // PLoS One. 2015. V. 10. P. e0123448. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0123448
  64. Joshi B., Singh B., Nadeem A., Askarian F., Wai S.N., Johannessen M., Hegstad K. // Front Mol Biosci. 2021. V. 7. P. 566207. https://doi.org/10.3389/fmolb.2020.566207
  65. Xu H., Li H., Sun B., Sun L. // Curr. Res. Microb. Sci. 2024. V. 7. P. 100318. https://doi.org/10.1016/j.crmicr.2024.100318
  66. Garcia-Silva M.R., Cabrera-Cabrera F., das Neves R.F., Souto-Padron T., de Souza W., Cayota A. // Biomed. Res Int. 2014. V. 2014. P. 305239. https://doi.org/10.1155/2014/305239
  67. Sahr T., Escoll P., Rusniok C., Bui S., Pehau-Arnaudet G., Lavieu G., Buchrieser C. // Nat. Commun. 2022. V. 13. P. 762. https://doi.org/10.1038/s41467-022-28454-x
  68. Fan L., Liu B., Wang Y., Tang B., Xu T., Fu J., Wang C., Liu Y., Ge L., Wei H. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2024. V. 121. P. e2413241121. https://doi.org/10.1073/pnas.2413241121
  69. Han E.-C., Choi S.-Y., Lee Y., Park J.-W., Hong S.-H., Lee H.-J. // FASEB J. 2019. V. 33. P. 13412. https://doi.org/10.1096/fj.201901575R
  70. Ha J.Y., Choi S.Y., Lee J.H., Hong S.H., Lee H.J. // Front Mol. Biosci. 2020. V. 7. P. 596366. https://doi.org/10.3389/fmolb.2020.596366
  71. Dauros-Singorenko P., Hong J., Swift S., Phillips A., Blenkiron C. // Front Mol. Biosci. 2020. V. 7. P. 580913. https://doi.org/10.3389/fmolb.2020.580913
  72. Moriano-Gutierrez S., Bongrand C., Essock-Burns T., Wu L., McFall-Ngai M.J., Ruby E.G. // PLoS Biol. 2020. V. 18. P. e3000934. https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3000934
  73. Luna-Acosta A., Breitwieser M., Renault T., Thomas-Guyon H. // Mar. Pollut. Bull. 2017. V. 122. P. 5–16. https://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2017.06.031
  74. Bloch S., Wegrzyn A., Wegrzyn G., Nejman-Falenczyk B. // Toxins (Basel). 2017. V. 9. P. 181. https://doi.org/10.3390/toxins9060181
  75. Mullany L.E., Herrick J.S., Wolff R.K., Slattery M.L. // PLoS One. 2016. V. 11. P. e0154177. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0154177
  76. Kang S.-M., Choi J.-W., Lee Y., Hong S.-H., Lee H.-J. // Curr. Microbiol. 2013. V. 67. P. 609–613. https://doi.org/10.1007/s00284-013-0411-9
  77. Mao M.-Y., Yang Y.-M., Li K.-Z., Lei L., Li M., Yang Y., Tao X., Yin J.-X., Zhang R., Ma X.-R. // Front Microbiol. 2016. V. 7. P. 687. https://doi.org/10.3389/fmicb.2016.00687
  78. Coskun F.S., Srivastava S., Raj P., Dozmorov I., Belkaya S., Mehra S., Golden N.A., Bucsan A.N., Chapagain M.L., Wakeland E.K. // Front Microbiol. 2020. V. 11. P. 1631. https://doi.org/10.3389/fmicb.2020.01631
  79. Furuse Y., Finethy R., Saka H.A., Xet-Mull A.M., Sisk D.M., Smith K.L., Lee S., Coers J., Valdivia R.H., Tobin D.M., Cullen B.R. // PLoS One. 2014. V. 9. P. e106434. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0106434
  80. Choi J.W., Kim S.C., Hong S.H., Lee H.J. // J. Dent. Res. 2017. V. 96. P. 458–466. https://doi.org/10.1177/0022034516685
  81. Gu H., Zhao C., Zhang T., Liang H., Wang X.M., Pan Y., Chen X., Zhao Q., Li D., Liu F., Zhang C.Y., Zen K. // Sci. Rep. 2017. V. 7. P. 2392. https://doi.org/10.1038/s41598-017-02669-1
  82. Cavanagh A.T., Wassarman K.M. // Annu. Rev. Microbiol. 2014. V. 68. P. 45–60. https://doi.org/10.1146/annurev-micro-092611-150135

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025