分析活微生物细胞中RNA

中国科学院上海免疫与感染研究所晁延杰教授课题组在《自然通讯》上发表的一项研究报告了一种新型RNA相互作用组分析技术(iRIL-seq)，该技术可识别RNA-RNA分子相互作用活的微生物细胞。

利用iRIL-seq，研究人员首次绘制了肠沙门氏菌不同生长阶段的RNA-RNA相互作用网络，发现了许多新型非编码RNA和重要的mRNA调控中心。

RNA-RNA直接相互作用是非编码RNA发挥其功能的主要机制。在原核细胞中，非编码小RNA通过非常短且不完美的碱基配对相互作用来识别靶mRNA，这种相互作用很难预测和识别。

细菌非编码RNA具有重要的调控功能，在转录后水平控制许多靶基因的表达，在细菌感染、抗生素耐药、中枢代谢、应激反应、群体感应等许多生物过程中发挥着至关重要的作用。和生物膜的形成。

RNA-RNA相互作用网络的分析对于微生物生理学和非编码RNA功能的研究具有重要意义。然而，现有的RNA-RNA相互作用分析技术比较复杂，需要固定细胞以及RNA消化、修复和连接等众多体外步骤，导致RNA相互作用不足，分辨率和准确性较低。

在这项研究中，研究人员开发了一种新型体内RNA邻近连接方法iRIL-seq(通过连接和测序实现细胞内RNA相互作用)。

研究人员首先在活微生物细胞中诱导T4RNA连接酶的表达，从而导致体内相互作用的RNA分子之间的邻近连接。然后，他们通过主要小RNA伴侣Hfq的免疫沉淀来富集非编码小RNA及其相互作用的转录本。

他们还使用高通量RNA测序确定了相互作用的RNA分子的身份和序列。由于体内快速连接和简化的工作流程，主要实验过程可以在一天内完成。

这项新技术不仅阐明了微生物RNA-RNA相互作用网络的图谱，而且还以单核苷酸分辨率鉴定了RNA-RNA碱基配对相互作用。iRIL-seq技术是一种简单、快速、准确、通用的分析微生物中RNA-RNA相互作用的技术，为研究真核细胞中RNA-RNA相互作用提出了一种新的方法。

此外，研究人员首次绘制了细菌病原体肠沙门氏菌在多个生长阶段的动态RNA-RNA相互作用组图，鉴定了2000多个RNA-RNA相互作用，并发现了许多关键的mRNA调控中心。迄今为止，细菌中最大的mRNA调节中心被证明是编码外膜孔蛋白OmpD的mRNA，它受到至少12种不同的非编码小RNA的调节。

这些小RNA的实验表征导致鉴定出一种新型小RNAFadZ，该小RNAFadZ是通过核糖核酸酶从mRNA3'UTR中切割下来的。FadZ及其亲本fadBAmRNA的表达受到上游转录因子FadR、CRP和长链脂肪酸信号的调节。

在长链脂肪酸条件下，FadZsRNA及其靶基因ompD均被转录因子CRP激活，共同构成I型不相干前馈环(I1-FFL)。这一发现揭示了细菌响应宿主长链脂肪酸代谢的转录后调节机制。