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RNase E 和核糖体在. 中的空间组织和动态

Spatial organization and dynamics of RNase E and ribosomes in .

机构信息

Department of Chemistry, Stanford University, Stanford, CA 94305.

Department of Developmental Biology, Stanford University School of Medicine, Stanford, CA 94305.

出版信息

Proc Natl Acad Sci U S A. 2018 Apr 17;115(16):E3712-E3721. doi: 10.1073/pnas.1721648115. Epub 2018 Apr 2.

Abstract

We report the dynamic spatial organization of RNase E (RNA degradosome) and ribosomal protein L1 (ribosome) using 3D single-particle tracking and superresolution microscopy. RNase E formed clusters along the central axis of the cell, while weak clusters of ribosomal protein L1 were deployed throughout the cytoplasm. These results contrast with RNase E and ribosome distribution in , where RNase E colocalizes with the cytoplasmic membrane and ribosomes accumulate in polar nucleoid-free zones. For both RNase E and ribosomes in , we observed a decrease in confinement and clustering upon transcription inhibition and subsequent depletion of nascent RNA, suggesting that RNA substrate availability for processing, degradation, and translation facilitates confinement and clustering. Importantly, RNase E cluster positions correlated with the subcellular location of chromosomal loci of two highly transcribed rRNA genes, suggesting that RNase E's function in rRNA processing occurs at the site of rRNA synthesis. Thus, components of the RNA degradosome and ribosome assembly are spatiotemporally organized in , with chromosomal readout serving as the template for this organization.

摘要

我们使用 3D 单颗粒追踪和超分辨率显微镜技术,报告了 RNase E(RNA 降解体)和核糖体蛋白 L1(核糖体)的动态空间组织。RNase E 沿着细胞的中心轴形成簇,而核糖体蛋白 L1 的弱簇则分布在细胞质中。这些结果与在 中 RNase E 和核糖体的分布形成对比,在 中,RNase E 与细胞质膜共定位,核糖体则积累在极性无核区。对于 和 中的 RNase E 和核糖体,我们观察到转录抑制和随后新生 RNA 耗竭后,限制和聚类减少,表明 RNA 底物的可用性促进了加工、降解和翻译的限制和聚类。重要的是,RNase E 簇的位置与两个高度转录的 rRNA 基因的染色体基因座的亚细胞位置相关,表明 RNase E 在 rRNA 加工中的功能发生在 rRNA 合成的部位。因此,RNA 降解体和核糖体组装的成分在 中被时空组织,染色体读数作为这种组织的模板。

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