近日,，國際著名雜志《美國國家科學院院刊》PNAS在線刊登了法國巴黎皮埃爾-瑪麗居里大學研究者的最新研究成果“Bacteriophage T4 polynucleotide kinase triggers degradation of mRNAs”，文章中,，研究者揭示了T4噬菌體可以利用聚核苷酸激酶(polynucleotide kinase)來觸發(fā)mRNAs的降解,。
盡管我們目前已經(jīng)找到了在大腸桿菌中T4噬菌體mRNA降解的不同途徑，但是對于T4噬菌體降解自身的mRNA,、對宿主的貢獻或影響以及噬菌體因子所發(fā)揮的作用,，目前我們并不清楚。當T4噬菌體感染宿主之后,，早期mRNA的合成是由宿主的RNases來完成的,，這些核糖核酸酶中，3’-5’外切核酸酶,、聚核苷酸磷酸化酶,、RNase R以及II型核糖核酸酶、低聚糖核糖核酸酶在噬菌體的mRNAs降解為單核苷酸的過程中發(fā)揮著必不可少的作用,。
其中,，RNase E和G都參與了噬菌體mRNA的降解，并且可以識別天然的5’端殘基,；被RNase E和G 5’端單磷酸化修飾過的RNA片段可以快速再次被RNase E和G所識別并且修飾,，這樣一來便會形成一系列的內(nèi)切酶切口。RegB是T4噬菌體感染宿主后不久表達的一種核糖核酸內(nèi)切酶特異性的序列,，它以大部分早期基因的SD序列為靶點,，對于SD序列分割后的直接結(jié)果便是導致mRNAs功能性的失活，另外,，RegB可以加速T4噬菌體早期大量mRNA的降解以及mRNAs中RegB類似序列的缺席,。目前RegB促進mRNAs降解的機制尚不清楚,，一種可能性是，RegB可以通過增加長多順反子mRNAs的3’-5’外切核糖核酸酶的進入位點來加速mRNA的降解,；另外一種解釋是,，一些早期的轉(zhuǎn)錄本需要RNaseG和G的修飾分裂,，并且依賴于RegB上游一些核苷酸類的主要分離修飾,。RegB可以出發(fā)一系列的內(nèi)切核苷酸的切口，進而引起5’-3’端轉(zhuǎn)錄本的降解,。
文章中,，研究者揭示了次級分裂的形成以及其它RNaseE/G分裂的下游區(qū)依賴于RegB和T4噬菌體多核苷酸激酶（或磷酸酶，PNK）進行的5’端主要的磷酸化,，研究者闡述了T4噬菌體利用RegB和PNK酶進入宿主5’-磷酸化依賴性的RNaseE/G降解途徑,，于此同時，作者分析了T4噬菌體在正常噬菌體發(fā)育階段中PNK發(fā)揮的重要作用,。（生物谷：T.Shen編譯）
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doi:10.1073/pnas.1119802109
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Bacteriophage T4 polynucleotide kinase triggers degradation of mRNAs
Sylvain Duranda, Graziella Richardb, François Bontemsc, and Marc Uzand,1
The bacteriophage T4-encoded RegB endoribonuclease is produced during the early stage of phage development and targets mostly (but not exclusively) the Shine–Dalgarno sequences of early genes. In this work, we show that the degradation of RegB-cleaved mRNAs depends on a functional T4 polynucleotide kinase/phosphatase (PNK). The 5′-OH produced by RegB cleavage is phosphorylated by the kinase activity of PNK. This modification allows host RNases G and E, with activity that is strongly stimulated by 5′-monophosphate termini, to attack mRNAs from the 5′-end, causing their destabilization. The PNK-dependent pathway of degradation becomes effective 5 min postinfection, consistent with our finding that several minutes are required for PNK to accumulate after infection. Our work emphasizes the importance of the nature of the 5′ terminus for mRNA stability and depicts a pathway of mRNA degradation with 5′- to 3′-polarity in cells devoid of 5′–3′ exonucleases. It also ascribes a role for T4 PNK during normal phage development.
