Duas toxinas potentes e funcionalmente redundantes MazF inactivam a sequência 16S rRNA anti-Shine-Dalgarno e são diferencialmente expressas em Mycobacterium tuberculosis

O que aconteceu

O Mycobacterium tuberculosis (Mtb) continua a ser uma grande ameaça à saúde mundial, sustentada por longos regimes de tratamento multifármacos que promovem má adesão e resistência aos antibióticos. A capacidade do patógeno para evitar a depuração é facilitada em parte por uma transição para um estado persistente e não-replicante, um processo que se pensa envolver os abundantes sistemas de toxina-antitoxina tipo II (TA). O cromossoma Mtb codifica 11 sistemas MazEF TA cujas toxinas MazF são endoribonucleases de cadeia única, sequência específica, mas os alvos precisos de RNA e consequências fisiológicas da maioria permanecem desconhecidos. Aqui aplicamos uma abordagem especializada 5'-end RNA-seq para identificar a sequência de reconhecimento de toxina Mtb MazF-mt1 e alvo de RNA. MazF-mt1 especificamente cliva em U/CCUU dentro da sequência anti-Shine-Dalgarno (aSD), liberando-o do 3' final do 16S rRNA. Notavelmente, o recentemente descrito MazF-mt11 toxina também visa o aSD para remoção, clivando em uma sequência diferente 4 nts upstream do site MazF-mt1. Consistente com o papel essencial do aSD na tradução, ambas as toxinas inibem rapidamente a síntese de novas proteínas. Esta redundância funcional levou-nos a extrair conjuntos de dados transcriptômicos Mtb para comparar como as duas toxinas respondem às tensões relevantes para a infecção. MazF-mt1 e MazF-mt11 são regulados diferencialmente após a exposição a diversos antibióticos e estresses do hospedeiro, com padrões de expressão temporal distintos. Assim, o Mtb pode coordenar a transcrição dessas toxinas funcionalmente redundantes para controlar mais precisamente o estabelecimento e manutenção da persistência não-replicante, confundindo assim o clearance do patógeno.