V. cholerae의 tRNA-Tyrosine 퀴오신 변형이 아미노글리코사이드 존재 시 번역 재프로그래밍을 유발하고 성장을 향상시킨다.

Core Concepts

V. cholerae의 tgt 유전자 결실은 아미노글리코사이드 존재 시 tyrosine 코돈 TAT/TAC의 번역 효율을 변화시켜 산화 스트레스 반응 조절 단백질 RsxA의 발현을 증가시킨다. 이를 통해 V. cholerae가 아미노글리코사이드 스트레스에 더 잘 적응할 수 있게 된다.

Abstract

이 연구는 V. cholerae의 tRNA-guanine transglycosylase (Tgt) 효소가 tRNA-Tyrosine에 퀴오신(Q) 변형을 도입하는 역할을 하며, 이 변형이 아미노글리코사이드 항생제 존재 시 V. cholerae의 성장과 내성에 중요한 역할을 한다는 것을 보여준다.
실험 결과:

V. cholerae Δtgt 돌연변이는 아미노글리코사이드 존재 시 성장 결함을 보이지만, 다른 항생제에는 영향이 없다. 이는 Tgt에 의한 tRNA 변형이 아미노글리코사이드 스트레스 반응에 특이적으로 관여함을 시사한다.
Δtgt 돌연변이는 아미노글리코사이드 내성은 감소하지만, 항생제 유입이나 proton-motive force에는 영향이 없다.
Δtgt 돌연변이에서 tyrosine 코돈 TAT의 번역 효율이 증가하며, 이는 산화 스트레스 반응 조절 단백질 RsxA의 발현 증가로 이어진다.
생물정보학 분석을 통해 DNA 수복 관련 유전자들이 TAT 코돈 편향을 보이며, Tgt에 의한 tRNA 변형의 조절을 받는 것으로 나타났다.

종합하면, V. cholerae의 tRNA-Tyrosine 퀴오신 변형은 아미노글리코사이드 스트레스 반응에 관여하는 유전자들의 번역 효율을 조절하여 세균의 적응을 돕는 것으로 보인다.

Stats

V. cholerae Δtgt 돌연변이는 아미노글리코사이드 존재 시 성장이 크게 감소한다.
V. cholerae Δtgt 돌연변이는 아미노글리코사이드에 대한 내성이 감소하지만, 다른 항생제에는 영향이 없다.
V. cholerae Δtgt 돌연변이에서 tyrosine 코돈 TAT의 번역 효율이 증가한다.
V. cholerae Δtgt 돌연변이에서 산화 스트레스 반응 조절 단백질 RsxA의 발현이 증가한다.
생물정보학 분석 결과, DNA 수복 관련 유전자들이 TAT 코돈 편향을 보이며 Tgt에 의한 tRNA 변형의 조절을 받는 것으로 나타났다.

Quotes

"V. cholerae의 tgt 유전자 결실은 아미노글리코사이드 존재 시 tyrosine 코돈 TAT/TAC의 번역 효율을 변화시켜 산화 스트레스 반응 조절 단백질 RsxA의 발현을 증가시킨다."
"생물정보학 분석 결과, DNA 수복 관련 유전자들이 TAT 코돈 편향을 보이며 Tgt에 의한 tRNA 변형의 조절을 받는 것으로 나타났다."

Key Insights Distilled From

Aminoglycoside tolerance in Vibrio cholerae engages translational reprogramming associated to queuosine tRNA modification

by Fruchard,L.,... at www.biorxiv.org 09-26-2022

https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2022.09.26.509455v3

Deeper Inquiries

V. cholerae 외 다른 세균에서도 tRNA 퀴오신 변형이 항생제 스트레스 반응에 관여하는지 확인해볼 필요가 있다. Tgt에 의한 tRNA 변형 조절 외에 다른 tRNA 변형 효소들이 V. cholerae의 항생제 내성에 어떤 역할을 하는지 추가로 연구해볼 수 있다. 퀴오신 변형이 세균의 다른 생리학적 과정, 예를 들어 병원성이나 대사 조절 등에 어떤 영향을 미치는지 탐구해볼 수 있다.

다른 세균에서도 tRNA 퀴오신 변형이 항생제 스트레스 반응에 관여하는지 확인할 필요가 있습니다. 이 연구 결과를 다른 세균 종에 적용하여 유전자 발현 및 생존율에 어떤 영향을 미치는지 조사해야 합니다. 이를 통해 tRNA 퀴오신 변형이 항생제 내성에 대한 보다 광범위한 이해를 얻을 수 있을 것입니다.

V. cholerae의 항생제 내성에 Tgt 이외의 다른 tRNA 변형 효소들이 어떤 역할을 하는지 추가로 연구할 가치가 있습니다. 다른 tRNA 변형 효소들이 항생제 내성에 미치는 영향을 조사하여, 이러한 효소들이 항생제 저항성 메커니즘에 어떻게 기여하는지 이해할 수 있을 것입니다.

퀴오신 변형이 세균의 다른 생리학적 과정에 미치는 영향을 탐구할 필요가 있습니다. 퀴오신 변형이 세균의 병원성, 대사 조절, 그리고 기타 중요한 생리학적 기능에 미치는 영향을 연구하여, 이러한 변형이 세균의 생존 및 적응에 미치는 다양한 영향을 이해할 수 있을 것입니다.