The Sole Mycobacterium smegmatis MazF Toxin Targets tRNALys to Impart Highly Selective, Codon-Dependent Proteome Reprogramming
Notice bibliographique
Résumé
Survival of mycobacteria, both free-living and host-dependent pathogenic species, is dependent on their ability to evade being killed by the stresses they routinely encounter. Toxin-antitoxin (TA) systems are unique to bacteria and archaea are thought to function as stress survival proteins. Here we study the activity of the endoribonuclease toxin derived from the MazEF TA system in Mycobacterium smegmatis, designated MazEF-ms. We first enlisted a specialized RNA-seq method, 5’ RNA-seq, to identify the primary RNA target(s) of the MazF-ms toxin. Just two tRNA species, tRNALys-UUU and tRNALys-CUU, were targeted for cleavage by MazF-ms at a single site within their anticodon sequence (UUU and CUU) to render these tRNAs nonfunctional. The 5’ RNA-seq dataset also revealed hallmarks of ribosome stalling at Lys AAA codons because both Lys tRNAs were depleted by MazF-ms. Stalled ribosomes were then cleaved on their 5’ side by another unknown RNase, resulting in very selective degradation of only those mRNAs harboring ribosomes stalled at Lys codons. This highly surgical, codon-dependent degradation of mRNA transcripts was validated using quantitative mass spectrometry of proteins that were newly synthesized during MazF-ms expression. The M. smegmatis proteome was altered as predicted, Lys AAA codon-rich proteins were downregulated while Lys AAA codon deficient proteins were upregulated. Analysis of specific subsets of proteins that were up- or down-regulated were consistent with the growth-arrested phenotype of MazF-ms expressing cells. Curiously, the tRNA target and mechanism of action of MazF-ms paralleled that of one atypical MazF toxin in M. tuberculosis, suggesting manipulation of the levels of lysine tRNAs as the preferred conduit for reprogramming the proteomes via ribosome stalling at rare AAA codons in these GC-rich mycobacteria.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».