Abbildung: Die divergierenden Modifikationen von rRNA (m7G2601 bei Staphylococcus aureus, m5C1962 bei Escherichia coli) im Akkommodationskorridor der Transfer-RNA (tRNA) werden von den Enzymen RlmQ (S. aureus) und RlmI (E. coli) gesteuert, was die translationellen Feinheiten jeder Spezies offenbart.
© Stefano Marzi
In einem Artikel, der in der Zeitschrift RNA veröffentlicht wurde, decken die Wissenschaftler die Existenz eines neuen, bei mehreren Gram-positiven Bakterien (so genannt wegen ihrer positiven Reaktion auf die Gram-Färbung aufgrund der Spezifität ihrer Zellwand) konservierten Enzyms auf. Dieses Enzym, eine Methyltransferase, modifiziert spezifisch nur ein Nukleotid der ribosomalen RNA (rRNA), indem es eine Methylgruppe hinzufügt. Diese Modifikation, die während der Biogenese des Ribosoms auftritt, beeinflusst die komplexe molekulare Maschinerie, die die Proteinsynthese steuert. Platziert im Korridor des Ribosoms, den die Transfer-RNAs (tRNAs) durchlaufen, um die für den Aufbau der Proteine notwendigen Aminosäuren zu liefern, nimmt diese Modifikation eine strategische Position ein.
Ein multidisziplinärer Ansatz, der unter anderem die Nutzung künstlicher Intelligenz umfasst
Dieses neue Modifikationsenzym wurde dank eines multidisziplinären Ansatzes entdeckt, der genetische Analysen, die Nutzung von künstlicher Intelligenz und eine sorgfältige Überprüfung der RNA-Modifikationen umfasste. Überraschenderweise hat diese Entdeckung gezeigt, dass das Enzym einen signifikanten Einfluss auf bestimmte Virulenzmerkmale bei Staphylococcus aureus oder Staphylococcus aureus (S. aureus), einem Hauptpathogen des Menschen, hat, was auf eine komplexe Interaktion zwischen den Modifikationen der rRNA, dem Übersetzungsprozess und den Mechanismen zur Synthese von Virulenzfaktoren hinweist.
Neue Wege für die Entwicklung gezielter Therapien gegen bakterielle Infektionen
Diese Studie beleuchtet die Evolution der spezifischen rRNA-Modifikationsenzyme, die sich auf adaptive Antworten in Stresssituationen, Umweltveränderungen und von pathogenen Bakterien verursachte Infektionen erstrecken, und eröffnet ein faszinierendes Forschungsfeld. Diese Entdeckungen unterstreichen die Notwendigkeit, die komplexen Zusammenhänge zwischen den RNA-Modifikationen, der zellulären Maschinerie und den Reaktionen pathogener Bakterien auf die verschiedenen Bedingungen, denen sie ausgesetzt sind, weiter zu erforschen. Ein besseres Verständnis dieser Mechanismen könnte neue Wege für die Entwicklung gezielter Therapien gegen bakterielle Infektionen eröffnen und bietet somit spannende Perspektiven für zukünftige Forschungen im Bereich der Mikrobiologie.
Referenz:
Bahena-Ceron R, Teixeira C, Ponce JRJ, Wolff P, Couzon F, François P, Klaholz BP, Vandenesch F, Romby P, Moreau K, Marzi S. RlmQ: ein neu entdecktes rRNA-Modifikationsenzym, das RNA-Modifikationen und Virulenzmerkmale in Staphylococcus aureus verbindet. RNA. 2024 Feb 16;30(3):200-212. doi: 10.1261/rna.079850.123.