S-Box- und T-Box-Riboswitches sowie Antisense-RNA kontrollieren ein Schwefelstoffwechsel-Operon von Clostridium acetobutylicum

Das ubiGmccBA-Operon von Clostridium acetobutylicum ist an der Umwandlung von Methionin zu Cystein beteiligt. Wir haben gezeigt, dass seine Expression von einem komplexen Regulationssystem kontrolliert wird, das mehrere RNA-basierte Mechanismen kombiniert. Zwei funktionale konvergente Promotoren, die mit transkriptionalen Antiterminationssystemen assoziiert sind, ein cystein-spezifisches T-Box und ein S-Box-Riboswitch, befinden sich upstream und downstream des ubiG-Operons. Mehrere Antisense-RNAs wurden aus dem downstream S-Box-abhängigen Promotor synthetisiert, was zu einer Modulation des Niveaus des ubiG-Transkripts und der MccB-Aktivität führte. Im Gegensatz dazu schien das upstream T-Box-System keine wesentliche Rolle in der Regulation zu spielen, wodurch die Antisense-Transkription als das Hauptregulationsmechanismus für das ubiG-Operon übrig blieb. Die Häufigkeit von Sinn- und Antisense-Transkripten war umgekehrt mit der Verfügbarkeit der Schwefelquelle korreliert. Die Deletion des downstream-Promotorbereichs schloss die schwefelabhängige Kontrolle des ubiG-Operons vollständig aus, und die Expression von Antisense-Transkripten in trans stellte die Regulation des Operons nicht wieder her. Unsere Daten enthüllten wichtige Einblicke in den molekularen Mechanismus der cis-Antisense-vermittelten Regulation, ein Kontrollsystem, das nur selten in Prokaryoten beobachtet wird. Wir schlugen ein Regulierungskonzept vor, in dem die Antisense-RNA die Expression des ubiG-Operons in cis durch transkriptionale Interferenz am ubiG-Locus kontrollierte.