Das Bakterium Rhodobacter sphaeroides kann anoxygene Photosynthese betreiben und ist in Gegenwart von Licht und Sauerstoff der Bakteriochlorophyll a abhängigen Bildung von Singulettsauerstoff (1O2) bzw. photooxidativem Stress ausgesetzt. Bisherige Arbeiten beschäftigten sich eingehend mit der Regulation der photooxidativen Stressantwort. Hierbei lag der Fokus zunächst auf der transkriptionellen Genregulation, die hauptsächlich durch alternative Sigmafaktoren (RpoE, RpoHI/II) vermittelt wird und bereits beschrieben wurde. Zum vollständigen Verständnis der Stressantwort ist es wichtig, auch die posttranskriptionelle Genregulation durch sRNAs zu betrachten. Um diese Lücke zu schließen, wurden die trans-kodierten sRNAs SorY (RSs_1543) und UpsM (RSs_0682) in dieser Arbeit untersucht. SorY (singlet oxygen resistance RNA Y) wird unter diversen Stressbedingungen RpoHI/II abhängig exprimiert und vermittelt Resistenz gegen 1O2. Durch Transkriptomanalysen, Mutationsanalysen in vivo und Interaktionsstudien in vitro wurde die takP mRNA als Ziel-RNA von SorY identifiziert. Das takP Gen (RSP_0097) kodiert ein extrazytoplasmatisches Substratbindeprotein eines TRAP Transporters, der an der Malat Aufnahme beteiligt ist. Im Zuge der photooxidativen Stressantwort wird SorY RpoHI/II abhängig induziert, reguliert die Expression von TakP negativ und mindert somit die Malat Aufnahme. Gleichzeitig induziert RpoHII unter anderem die Transkription von Genen die Enzyme aus dem Pentose Phosphat Weg (PPP), Entner Doudoroff Weg (ED) und der Gluconeogenese kodieren, weil diese Stoffwechselwege antioxidatives NADPH generieren. SorY unterstützt diese Stoffwechsel-verschiebung zugunsten der NADPH Produktion durch Limitierung der Malat Aufnahme, weil Malat ein Intermediat des TCA Zykluses darstellt, indem große Mengen prooxidatives NADH entstehen. Dies stellt eine neue biologische Funktion einer sRNA in der photooxidativen Stressantwort dar.UpsM (upstream sRNA of mraZ) ist die abundanteste sRNA von R. sphaeroides. In der Gegenwart von 1O2 wird die Prozessierung des Transkriptes zu einem stabilen 3 Fragment konditionell induziert. Durch diverse Deletionsstämme konnte gezeigt werde, dass die Prozessierung im Zuge einer Hfq abhängigen Duplexbildung mit der sRNA RSs_0827 durch RNase E stattfindet. Die biologische Funktion der UpsM-RSs0827 Bindung konnte bisher nicht aufgeklärt werden, obwohl diverse Transkriptomstudien und phänotypische Untersuchungen mit einer UpsM Überexpression durchgeführt wurden. Mechanistisch stellt die Bindung jedoch das erste bekannte Beispiel einer sRNA-sRNA Interaktion dar, bei der keine der Transkripte einen Phagen- oder Prozessierungsursprung hat. Bei UpsM handelt es sich außerdem nicht, wie zunächst angenommen, um eine alleinstehende (orphan) IGR kodierte sRNA. Stattdessen entsteht die sRNA durch Transkriptionstermination an einem intrinsischen Terminator in einer außergewöhnlich langen 5 UTR (268 nt) von mraZ, die auch einen sORF enthält. mraZ ist das erste Gen des dcw (division and cell wall) Genclusters / Operons (16 Gene). Dcw Gene, deren Regulation und Position zueinander sind unter gram-negativen und stäbchenförmigen Bakterien stark konserviert und besonders in E. coli gut beschrieben. Trotzdem gibt es keine Bakterienspezies für die eine lange dcw 5 UTR mit intrinsischem Terminator bekannt wäre. Durch die Analyse von RNA Seq Daten konnte gezeigt werden, dass lange 5 UTRs upstream von mraZ nicht nur bei R. sphaeroides sondern generell in der Familie der Rhodobacteraceae zu finden sind. Zusätzlich sind Hinweise darauf zu finden, dass es sich bei der dcw 5 UTR von R. sphaeroides um einen riboswitch handeln könnte. Falls dies der Fall ist, wäre UpsM erst das zweite Beispiel einer riboswitch entstammenden sRNA mit nachgewiesener Funktion in trans.
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