Phân tích toàn cầu về sự phân hủy và sự phong phú của mRNA trong Escherichia coli ở độ phân giải gen đơn sử dụng vi mạch DNA huỳnh quang hai màu

Phần lớn thông tin có sẵn về các yếu tố ảnh hưởng đến sự phân hủy mRNA trong Escherichia coli, và gián tiếp trong các vi khuẩn khác, đã được thu thập từ việc nghiên cứu chưa đến 25 trong số khoảng 4.300 thông điệp dự đoán của E. coli. Để điều tra các yếu tố này một cách rộng rãi hơn, chúng tôi đã kiểm tra thời gian bán hủy và sự phong phú trạng thái bền vững của các mRNA đã biết và dự đoán của E. coli ở độ phân giải gen đơn bằng cách sử dụng vi mạch DNA huỳnh quang hai màu. Một chiến lược dựa trên rRNA cho việc chuẩn hóa dữ liệu vi mạch đã được phát triển để cho phép định lượng sự phân hủy mRNA sau khi ngừng phiên mã bằng rifampicin. Chúng tôi phát hiện rằng, toàn cầu, thời gian bán hủy của mRNA tương tự nhau trong các môi trường giàu dinh dưỡng và các môi trường xác định mà trong đó thời gian sinh sản được tăng khoảng gấp ba lần. Một phạm vi rộng của độ ổn định đã được quan sát đối với từng mRNA của E. coli, mặc dù khoảng 80% tất cả các mRNA có thời gian bán hủy giữa 3 và 8 phút. Các gen có chức năng chuyển hóa sinh học liên quan thường có độ ổn định tương tự. Trong khi thời gian bán hủy của một số lượng hạn chế các mRNA tương quan tích cực với sự phong phú của chúng, chúng tôi phát hiện rằng nhìn chung, sự ổn định mRNA tăng lên không dự đoán được sự phong phú tăng lên. Cả mật độ của các vị trí cắt ước tính bởi RNase E, mà được cho là khởi động sự phân hủy mRNA trong E. coli, cũng như năng lượng tự do trong cấu trúc của các vùng không dịch mã 5′ hoặc 3′ không dự đoán được thời gian bán hủy mRNA. Kết quả của chúng tôi xác định những đặc điểm trước đây chưa được phát hiện của sự phân hủy mRNA ở mức độ toàn cầu và cũng chỉ ra rằng những tổng quát về sự phân hủy dựa trên việc nghiên cứu các bản sao gen đơn có thể có sự áp dụng hạn chế.