Interaction of noncoding RNA (ncRNA) with its target mRNA usually causes gene repression by inhibiting translation or degrading mRNA. In bacteria, it is called as small RNA (sRNA). Recently, most of sRNAs identified in Escherichia coli repress translation by base-pairing with their target mRNAs through their antisense RNA sequences, leading to gene silencing. Also sRNAs can activate several genes by unfolding 5’ UTR to translation start. Many sRNAs regulate gene expression by base pairing to their target mRNAs with the help of Hfq in Escherichia coli. We focused on posttranscriptional regulation of stress response genes by small RNAs and the RNA chaperone protein Hfq in Escherichia coli. In Part 1, we constructed an artificial ncRNA expression library (GOAL) derived from a genome that searches for stress response genes. The GOAL library was used to screen artificial ncRNAs that could confer resistance to cinnamaldehyde in E. coli. We have found that one of the selected ncRNAs is associated with resistance to cinnamaldehyde resistance in E. coli by inhibiting the expression of the decR gene, a regulator that plays an important role in cysteine detoxification. Part II focuses on the regulation mechanism of RpoS, a major regulator of the general stress response. We found that the translation and stability of rpoS mRNA was increased by the physiological concentration of DsrA irrespective of Hfq, but the depletion of Hfq led to a rapid degradation of DsrA, reducing rpoS mRNA stability.
비 코딩 RNA (ncRNA)와 표적 mRNA의 상호 작용은 대개 번역 또는 mRNA 분해를 억제함으로써 유전자 억제를 유발한다. 박테리아에서는 작은 RNA (sRNA) 이다. 최근 대장균에서 확인 된 대부분의 sRNA는 안티센스 RNA 서열을 통해 표적 mRNA와 염기쌍을 형성하여 번역을 억제하여 유전자 침묵을 유도한다. 또한 sRNA는 5' UTR을 번역 시작 부분의 구조 변화로 여러 유전자를 활성화시킬 수 있습니다. 많은 sRNA는 대장균에서 Hfq의 도움으로 표적 mRNA와 염기쌍을 형성하여 유전자 발현을 조절한다. 우리는 작은 RNAs에 의한 스트레스 반응 유전자와 대장균에서의 RNA 샤페론 단백질 Hfq의 전사 후 조절에 초점을 맞추었다. 제 1 부에서는 스트레스 반응 유전자를 찾는 게놈에서 유래 된 인공 ncRNA 발현 라이브러리 (GOAL)를 구축하였다. GOAL 라이브러리를 이용해 대장균에서 신남알데하이드에 내성을 부여 할 수 있는 인공 ncRNA를 스크리닝 하였다. 우리는 선택된 ncRNA 중 하나가 시스테인 해독에 중요한 역할을 하는 조절 인자인 decR 유전자의 발현을 억제함으로써 대장균에서 신남알데히드 내성에 대한 저항성 획득과 관련이 있음을 확인하였다. II 부에서는 일반적인 스트레스 반응의 주요 조절자인 RpoS의 조절 메커니즘에 중점을 두었다. 우리는 rpoS mRNA의 번역과 안정성이 Hfq에 관계없이 DsrA의 생리 학적 농도에 의해 증가하지만 Hfq의 고갈은 DsrA의 빠른 분해를 유발하여 rpoS mRNA 안정성을 감소 시킨다는 것을 발견했다.
