РНК-термометр

Поделись знанием:
Перейти к: навигация, поиск

РНК-термо́метр, или РНК-термосе́нсор (англ. RNA thermometer, RNA thermosensor, RNAT) — температурочувствительная некодирующая РНК, которая принимает участие в регуляции экспрессии генов. РНК-термометры, как правило, регулируют гены, которые необходимы для ответа на тепловой[en] или холодовой шок[en], однако показано их участие в регуляции длительного голодания и патогенности[1].

Принцип работы РНК-термометра заключается в изменении вторичной структуры этой молекулы в ответ на изменение температуры. В ходе этих структурных изменений важные участки этой РНК, например, сайт связывания рибосомы[en], выставляются наружу или, наоборот, уходят вглубь молекулы, тем самым влияя на трансляцию близлежащего белоккодирующего гена.

РНК-термометры, наряду с рибопереключателями, служат доводами в поддержку гипотезы мира РНК. Согласно этой теории, сначала единственной нуклеиновой кислотой, представленной в клетках, была РНК, которая впоследствии была заменена современной системой ДНК → РНК → белок[2].

Примерами РНК-термометров могут служить FourU[en][3], цис-регуляторный элемент Hsp90[en][4], ROSE-элемент[en][5], Hsp17-термометр[6].





История изучения

Об открытии первого температурочувствительного РНК-элемента было сообщено в 1989 году[7]. Предшествующие исследования показали, что мутации, располагающиеся выше сайта начала трансляции в мРНК cIII фага лямбда (λ), оказывают влияние на уровень трансляции белка cIII[8]. Этот белок участвует в выборе программы (литический[en] или лизогенный[en] путь) жизненного цикла фага λ, причём высокая концентрация белка cIII соответствует лизогенному пути[8]. Дальнейшие исследования показали, что у этого вышестоящего участка РНК имеются две альтернативные вторичные структуры. Оказалось, что эти структры не взаимозаменяемы и зависят от концентрации ионов Mg2+ и температуры[7][9]. Сейчас считается, что эти РНК-термометры запускают литический путь в условиях теплового шока, чтобы бактериофаг смог быстро реплицироваться и покинуть клетку-хозяина[1].

Термин «РНК-термометр» не использовался до 1999 года[10], когда так был назван РНК-элемент rpoH бактерии Escherichia coli[11]. В недавнее время с помощью методов биоинформатики было выявлено несколько новых возможных РНК-термометров[12]. В этом случае обычный поиск по последовательностям неэффективен, так как вторичная структура РНК-термометров гораздо более консервативна, чем их нуклеотидные последовательности[12].

Для изучения работы РНК-термометров применяют различные подходы. Для изучения динамики РНК-термометров можно заменять в них обычные нуклеотиды в определённых сайтах на флуоресцентные и, таким образом, наблюдать за их изменениями[13]. Для определения положения РНК-термометра в исследуемой последовательности при определённых температурах был разработан специальный web-сервер RNAthermsw[14]. Для идентификации бактериальных РНК-термометров используются и генетические методы, например, Tet-Trap[15].

Распространение

Большая часть известных сейчас РНК-термометров располагается в 5'-нетранслируемых областях (5'-UTR) прокариотических мРНК, кодирующих белки теплового шока. Возможно, такие результаты обусловлены смещением отбора[en] и непреодолимыми сложностями в поиске коротких неконсервативных последовательностей в геномных данных[16][17].

Хотя большинство известных РНК-термометров обнаружены у прокариот (в том числе цианобактерий[18]), возможные РНК-термометры были выявлены у млекопитающих, в том числе и человека[19]. У человека возможный термосенсор РНК теплового шока-1 (HSR1) активирует транскрипционный фактор теплового шока-1[en] (HSF1) и запускает синтез защитных белков при температуре, превышающей 37 °C (нормальную температуру тела[en]), и тем самым защищает клетки от перегревания[19]. Цис-регуляторный элемент Hsp90[en] регулирует экспрессию шаперона hsp90 у дрозофилы, повышая его трансляцию при высоких температурах[4].

Структура

Структура РНК-термометров проста и может быть образована короткими последовательностями РНК. Длина наименьшего из известных РНК-термометров составляет 44 нуклеотида. Он располагается в мРНК белка теплового шока (hsp17) у цианобактерии Synechocystis[en] sp.PCC 6803[6][6]. В общем случае длина РНК-термометров варьирует от 60 до 110 нуклеотидов[21], и они, как правило, содержат шпильку, в которой небольшая доля оснований не спарена. Они уменьшают стабильность структуры, благодаря чему она может легко расплавляться при повышении температуры[16].

Детальный структурный анализ РНК-термометра ROSE показал, что неспаренные основания на самом деле принимают участие в нестандартном спаривании оснований, которое поддерживает спиральную структуру РНК. Эти необычные пары представлены парами G-G, U-U и UC-U. Поскольку эти неканонические пары относительно нестабильны, повышение температуры вызывает локальное расплавление РНК в этой области, из-за чего последовательность Шайна — Дальгарно выставляется наружу[20].

Некоторые РНК-термометры имеют гораздо более сложную структуру, чем единственная шпилька, как в случае 5'-UTR мРНК CspA[en], где РНК-термометр содержит псевдоузел и множество шпилек[22][23].

Были разработаны искусственные РНК-термометры, содержащие одну лишь шпильку[24]. Однако нуклеотидная последовательность столь коротких РНК-термометров может быть чувствительна к мутациям, и замена единственного основания может сделать этот РНК-термометр неактивным in vivo[25].

Механизм

РНК-термометры располагаются в 5'-UTR мРНК, выше кодирующей последовательности[1]. В отличие от рибопереключателей, действующих на уровне транскрипции, трансляции и регуляции стабильности мРНК, все известные на данный момент РНК-термометры действуют на уровне инициации трансляции[26]. Структурные изменения в РНК-термометров могут убирать сайт связывания рибосомы в глубь молекулы и тем самым предотвращать трансляцию мРНК в белок[16]. При повышении температуры шпилечная структура РНК-термометра может плавиться, выставляя наружу сайт связывания рибосомы или последовательность Шайна — Дальгарно (а в некоторых случаях старт-кодон AUG[18]), позволяя малой субъединице рибосомы (30S[en]) связаться с мРНК, вслед за чем собирается и весь аппарат трансляции[1]. Старт-кодон, располагающийся, как правило, на 8 нуклеотидов ниже последовательности Шайна — Дальгарно[16], отмечает начало белоккодирующей области[en], которую рибосома транслирует в пептид. Помимо таких цис-действующих РНК-термометров известен единственный транс-действующий РНК-термометр, располагающийся в мРНК RpoS[en], где он, как предполагается, регулирует ответ на длительное голодание[1].

В качестве примера можно рассмотреть РНК-термометр FourU Salmonella enterica[en][3]. Под действием температур выше 45 °C шпилька, содержащая последовательность Шайна — Дальгарно, плавится, последовательность Шайна—Дальгарно становится неспаренной и трансляция мРНК становится возможной[25]. Показано, что на стабильность FourU влияет концентрация Mg2+[27]. Наиболее изучен РНК-термометр, расположенный в мРНК гена rpoH у E. coli[28]. Этот термосенсор положительно регулирует трансляцию белков теплового шока при высоких температурах посредством специализированного сигма-фактора[en] σ32[10].

У Bradyrhizobium japonicum и Rhizobium radiobacter, протеобактерий порядка Rhizobiales, описаны РНК-термометры ROSE1 и ROSEAT2 соответственно. Они располагаются в 5'-UTR HspA и подавляют трансляцию белков теплового шока при физиологических температурах[5][29].

Хотя РНК-термометры обычно связаны с экспрессией белков теплового шока, они могут также регулировать экспрессию белков холодового шока[22]. Например, у термофильной бактерии Thermus thermophilus экспрессия двух белков массой 7 кДа регулируется РНК-термометром[30], кроме того, похожий механизм был описан у Escherichia coli[23].

РНК-термометры, реагирующие на температуру 37 °C, могут использоваться патогенными микроорганизмами для активации генов, связанных с инфекцией. Например, путём пришивания гена, кодирующего зелёный флуоресцентный белок, к 5'-концу гена prfA[en], кодирующего ключевой регулятор транскрипции генов вирулентности у Listeria monocytogenes[en], была продемонстрирована положительная регуляция экспрессии prfA: при транскрипции такого гибридного гена с промотора Т7 E. coli флуоресценция наблюдалась при 37 °C, но не при 30 °C[31]. РНК-термометры вовлечены в регуляцию вирулентности таких болезнетворных бактерий, как Leptospira interrogans[en] и Vibrio cholerae[32]. У болезнетворной бактерии Shigella dysenteriae и патогенных штаммов Escherichia coli РНК-термометры вовлечены в регуляцию процессов, влияющих на патогенез[18][33][34].

Иногда оперон может регулироваться несколькими РНК-термометрами. Предсказано, что оперон ibpAB E. coli содержит два кооперативных РНК-термометра: элемент ROSE и IbpB-термометр[en][35].

Стоит также отметить, что РНК-термометры могут использоваться не только для регуляции трансляции моноцистронных транскриптов, содержащих одну последовательность Шайна — Дальгарно, но и для полицистронных транскриптов, содержащих несколько последовательностей Шайна — Дальгарно[18]. Например, у Pseudomonas putida[en] устойчивость к стрессу обеспечивается трицистронным опероном, консервативным среди многих свободноживущих бактерий. Первые два гена этого оперона регулируются РНК-термометрами[36].

РНК-термометры и гипотеза мира РНК

Гипотеза мира РНК утверждает, что изначально РНК выступала носителем наследственной информации и осуществляла ферментативные процессы, причём различные последовательности РНК выступали биокатализаторами, регуляторами и сенсорами[37]. Позже под действием отбора большая часть функций, осуществляемых РНК, стала выполняться другими биомолекулами, и на смену жизни, основанной исключительно на РНК, пришла жизнь, основанная на ДНК, РНК и белке[2].

Считается, что РНК-термометры и рибопереключатели являются эволюционно древними элементами, поскольку они широко распространены у самых эволюционно далёких организмов[38]. Было высказано предположение, что в мире РНК РНК-термометры осуществляли температурозависимую регуляцию других РНК[2][39]. У современных организмов РНК-термометры, возможно, являются «молекулярными ископаемыми», которые в ушедшем мире РНК были гораздо более распространены, чем сейчас[2].

Применение

Для температурного контроля экспрессии генов у бактерий разрабатываются искусственные РНК-термометры[40][24].

В 2013 году были разработаны «термозимы» — искусственные РНК-термометры с рибозимной активностью. Термосенсорная шпилька в расплавленном состоянии подавляет работу рибозима, который высвобождает последовательность связывания рибосомы. При повышенных температурах шпилька плавится, рибозим инактивируется и экспрессия гена подавляется. Таким образом, термозим реагирует на повышенные температуры противоположно природным РНК-термометрам[41].

В 2016 году было сообщено о создании «термопереключателей» — интеграции температурочувствительных РНК-термометров и аптамеров рибопереключателей в единую структуру. Термопереключатели функционируют как рибопереключатели при низких температурах и реагируют на связывание со своим лигандом изменением структуры, а при высокой температуре они переходят в постоянно «включённое» состояние. Таким образом, термопереключатели — первые РНК-термометры, действующие на уровне транскрипции. Подобные искусственные РНК-регуляторы могут широко применяться для регуляции экспрессии генов[26].

В 2016 году был предложен алгоритм RNAiFold2T для разработки особых РНК-термометров, содержащих IRES. Кэп-независимая трансляция таких термо-IRES-элементов примерно на 50 % интенсивнее при 42 °С, чем при 30 °С. Впрочем, эффективность их трансляции всё равно меньше, чем у IRES дикого типа, которая не зависит от температуры[42].

Напишите отзыв о статье "РНК-термометр"

Примечания

  1. 1 2 3 4 5 6 Narberhaus F., Waldminghaus T., Chowdhury S. [www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16438677 RNA thermometers.] (англ.) // FEMS microbiology reviews. — 2006. — Vol. 30, no. 1. — P. 3—16. — DOI:10.1111/j.1574-6976.2005.004.x. — PMID 16438677. исправить
  2. 1 2 3 4 Atkins, John F.; Gesteland, Raymond F.; Cech, Thomas. The RNA world: the nature of modern RNA suggests a prebiotic RNA world. — Plainview, N.Y: Cold Spring Harbor Laboratory Press, 2006. — ISBN 0-87969-739-3.
  3. 1 2 Waldminghaus T., Heidrich N., Brantl S., Narberhaus F. [www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17630972 FourU: a novel type of RNA thermometer in Salmonella.] (англ.) // Molecular microbiology. — 2007. — Vol. 65, no. 2. — P. 413—424. — DOI:10.1111/j.1365-2958.2007.05794.x. — PMID 17630972. исправить
  4. 1 2 Ahmed R., Duncan R. F. [www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15347681 Translational regulation of Hsp90 mRNA. AUG-proximal 5'-untranslated region elements essential for preferential heat shock translation.] (англ.) // The Journal of biological chemistry. — 2004. — Vol. 279, no. 48. — P. 49919—49930. — DOI:10.1074/jbc.M404681200. — PMID 15347681. исправить
  5. 1 2 Nocker A., Hausherr T., Balsiger S., Krstulovic N. P., Hennecke H., Narberhaus F. [www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/11726689 A mRNA-based thermosensor controls expression of rhizobial heat shock genes.] (англ.) // Nucleic acids research. — 2001. — Vol. 29, no. 23. — P. 4800—4807. — PMID 11726689. исправить
  6. 1 2 3 Kortmann J., Sczodrok S., Rinnenthal J., Schwalbe H., Narberhaus F. [www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21131278 Translation on demand by a simple RNA-based thermosensor.] (англ.) // Nucleic acids research. — 2011. — Vol. 39, no. 7. — P. 2855—2868. — DOI:10.1093/nar/gkq1252. — PMID 21131278. исправить
  7. 1 2 Altuvia S., Kornitzer D., Teff D., Oppenheim A. B. [www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/2532257 Alternative mRNA structures of the cIII gene of bacteriophage lambda determine the rate of its translation initiation.] (англ.) // Journal of molecular biology. — 1989. — Vol. 210, no. 2. — P. 265—280. — PMID 2532257. исправить
  8. 1 2 Altuvia S., Oppenheim A. B. [www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/2941413 Translational regulatory signals within the coding region of the bacteriophage lambda cIII gene.] (англ.) // Journal of bacteriology. — 1986. — Vol. 167, no. 1. — P. 415—419. — PMID 2941413. исправить
  9. Altuvia S., Kornitzer D., Kobi S., Oppenheim A. B. [www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/1827163 Functional and structural elements of the mRNA of the cIII gene of bacteriophage lambda.] (англ.) // Journal of molecular biology. — 1991. — Vol. 218, no. 4. — P. 723—733. — PMID 1827163. исправить
  10. 1 2 Storz G. [www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/10090718 An RNA thermometer.] (англ.) // Genes & development. — 1999. — Vol. 13, no. 6. — P. 633—636. — PMID 10090718. исправить
  11. Morita M. T., Tanaka Y., Kodama T. S., Kyogoku Y., Yanagi H., Yura T. [www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/10090722 Translational induction of heat shock transcription factor sigma32: evidence for a built-in RNA thermosensor.] (англ.) // Genes & development. — 1999. — Vol. 13, no. 6. — P. 655—665. — PMID 10090722. исправить
  12. 1 2 Waldminghaus T., Gaubig L. C., Narberhaus F. [www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17647020 Genome-wide bioinformatic prediction and experimental evaluation of potential RNA thermometers.] (англ.) // Molecular genetics and genomics : MGG. — 2007. — Vol. 278, no. 5. — P. 555—564. — DOI:10.1007/s00438-007-0272-7. — PMID 17647020. исправить
  13. Narayan S., Kombrabail M. H., Das S., Singh H., Chary K. V., Rao B. J., Krishnamoorthy G. [www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25477380 Site-specific fluorescence dynamics in an RNA 'thermometer' reveals the role of ribosome binding in its temperature-sensitive switch function.] (англ.) // Nucleic acids research. — 2015. — Vol. 43, no. 1. — P. 493—503. — DOI:10.1093/nar/gku1264. — PMID 25477380. исправить
  14. Churkin A., Avihoo A., Shapira M., Barash D. [www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24718440 RNAthermsw: direct temperature simulations for predicting the location of RNA thermometers.] (англ.) // Public Library of Science ONE. — 2014. — Vol. 9, no. 4. — P. e94340. — DOI:10.1371/journal.pone.0094340. — PMID 24718440. исправить
  15. Delvillani F., Sciandrone B., Peano C., Petiti L., Berens C., Georgi C., Ferrara S., Bertoni G., Pasini M. E., Dehò G., Briani F. [www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25336583 Tet-Trap, a genetic approach to the identification of bacterial RNA thermometers: application to Pseudomonas aeruginosa.] (англ.) // RNA (New York, N.Y.). — 2014. — Vol. 20, no. 12. — P. 1963—1976. — DOI:10.1261/rna.044354.114. — PMID 25336583. исправить
  16. 1 2 3 4 Narberhaus F. [www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20009504 Translational control of bacterial heat shock and virulence genes by temperature-sensing mRNAs.] (англ.) // RNA biology. — 2010. — Vol. 7, no. 1. — P. 84—89. — PMID 20009504. исправить
  17. Johansson J. [www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19494584 RNA thermosensors in bacterial pathogens.] (англ.) // Contributions to microbiology. — 2009. — Vol. 16. — P. 150—160. — DOI:10.1159/000219378. — PMID 19494584. исправить
  18. 1 2 3 4 Krajewski S. S., Narberhaus F. [www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24657524 Temperature-driven differential gene expression by RNA thermosensors.] (англ.) // Biochimica et biophysica acta. — 2014. — Vol. 1839, no. 10. — P. 978—988. — DOI:10.1016/j.bbagrm.2014.03.006. — PMID 24657524. исправить
  19. 1 2 Shamovsky I., Ivannikov M., Kandel E. S., Gershon D., Nudler E. [www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16554823 RNA-mediated response to heat shock in mammalian cells.] (англ.) // Nature. — 2006. — Vol. 440, no. 7083. — P. 556—560. — DOI:10.1038/nature04518. — PMID 16554823. исправить
  20. 1 2 Chowdhury S., Maris C., Allain F. H., Narberhaus F. [www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16710302 Molecular basis for temperature sensing by an RNA thermometer.] (англ.) // The EMBO journal. — 2006. — Vol. 25, no. 11. — P. 2487—2497. — DOI:10.1038/sj.emboj.7601128. — PMID 16710302. исправить
  21. Waldminghaus T., Fippinger A., Alfsmann J., Narberhaus F. [www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16336122 RNA thermometers are common in alpha- and gamma-proteobacteria.] (англ.) // Biological chemistry. — 2005. — Vol. 386, no. 12. — P. 1279—1286. — DOI:10.1515/BC.2005.145. — PMID 16336122. исправить
  22. 1 2 Breaker R. R. [www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20129048 RNA switches out in the cold.] (англ.) // Molecular cell. — 2010. — Vol. 37, no. 1. — P. 1—2. — DOI:10.1016/j.molcel.2009.12.032. — PMID 20129048. исправить
  23. 1 2 Giuliodori A. M., Di Pietro F., Marzi S., Masquida B., Wagner R., Romby P., Gualerzi C. O., Pon C. L. [www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20129052 The cspA mRNA is a thermosensor that modulates translation of the cold-shock protein CspA.] (англ.) // Molecular cell. — 2010. — Vol. 37, no. 1. — P. 21—33. — DOI:10.1016/j.molcel.2009.11.033. — PMID 20129052. исправить
  24. 1 2 Neupert J., Karcher D., Bock R. [www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18753148 Design of simple synthetic RNA thermometers for temperature-controlled gene expression in Escherichia coli.] (англ.) // Nucleic acids research. — 2008. — Vol. 36, no. 19. — P. e124. — DOI:10.1093/nar/gkn545. — PMID 18753148. исправить
  25. 1 2 Nikolova E. N., Al-Hashimi H. M. [www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20660079 Thermodynamics of RNA melting, one base pair at a time.] (англ.) // RNA (New York, N.Y.). — 2010. — Vol. 16, no. 9. — P. 1687—1691. — DOI:10.1261/rna.2235010. — PMID 20660079. исправить
  26. 1 2 Roßmanith J., Narberhaus F. [www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/27060146 Exploring the modular nature of riboswitches and RNA thermometers.] (англ.) // Nucleic acids research. — 2016. — DOI:10.1093/nar/gkw232. — PMID 27060146. исправить
  27. Rinnenthal J., Klinkert B., Narberhaus F., Schwalbe H. [www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21727085 Modulation of the stability of the Salmonella fourU-type RNA thermometer.] (англ.) // Nucleic acids research. — 2011. — Vol. 39, no. 18. — P. 8258—8270. — DOI:10.1093/nar/gkr314. — PMID 21727085. исправить
  28. Shah P., Gilchrist M. A. [www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20625392 Is thermosensing property of RNA thermometers unique?] (англ.) // Public Library of Science ONE. — 2010. — Vol. 5, no. 7. — P. e11308. — DOI:10.1371/journal.pone.0011308. — PMID 20625392. исправить
  29. Balsiger S., Ragaz C., Baron C., Narberhaus F. [www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15466035 Replicon-specific regulation of small heat shock genes in Agrobacterium tumefaciens.] (англ.) // Journal of bacteriology. — 2004. — Vol. 186, no. 20. — P. 6824—6829. — DOI:10.1128/JB.186.20.6824-6829.2004. — PMID 15466035. исправить
  30. Mega R., Manzoku M., Shinkai A., Nakagawa N., Kuramitsu S., Masui R. [www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20655297 Very rapid induction of a cold shock protein by temperature downshift in Thermus thermophilus.] (англ.) // Biochemical and biophysical research communications. — 2010. — Vol. 399, no. 3. — P. 336—340. — DOI:10.1016/j.bbrc.2010.07.065. — PMID 20655297. исправить
  31. Johansson J., Mandin P., Renzoni A., Chiaruttini C., Springer M., Cossart P. [www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/12230973 An RNA thermosensor controls expression of virulence genes in Listeria monocytogenes.] (англ.) // Cell. — 2002. — Vol. 110, no. 5. — P. 551—561. — PMID 12230973. исправить
  32. Weber G. G., Kortmann J., Narberhaus F., Klose K. E. [www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25228776 RNA thermometer controls temperature-dependent virulence factor expression in Vibrio cholerae.] (англ.) // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. — 2014. — Vol. 111, no. 39. — P. 14241—14246. — DOI:10.1073/pnas.1411570111. — PMID 25228776. исправить
  33. Kouse A. B., Righetti F., Kortmann J., Narberhaus F., Murphy E. R. [www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23704938 RNA-mediated thermoregulation of iron-acquisition genes in Shigella dysenteriae and pathogenic Escherichia coli.] (англ.) // Public Library of Science ONE. — 2013. — Vol. 8, no. 5. — P. e63781. — DOI:10.1371/journal.pone.0063781. — PMID 23704938. исправить
  34. Viswanathan V. K. [www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23851363 Shigella takes the temperature.] (англ.) // Gut microbes. — 2013. — Vol. 4, no. 4. — P. 267—268. — DOI:10.4161/gmic.25726. — PMID 23851363. исправить
  35. Gaubig L. C., Waldminghaus T., Narberhaus F. [www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20864473 Multiple layers of control govern expression of the Escherichia coli ibpAB heat-shock operon.] (англ.) // Microbiology (Reading, England). — 2011. — Vol. 157, no. Pt 1. — P. 66—76. — DOI:10.1099/mic.0.043802-0. — PMID 20864473. исправить
  36. Krajewski S. S., Joswig M., Nagel M., Narberhaus F. [www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24612349 A tricistronic heat shock operon is important for stress tolerance of Pseudomonas putida and conserved in many environmental bacteria.] (англ.) // Environmental microbiology. — 2014. — Vol. 16, no. 6. — P. 1835—1853. — DOI:10.1111/1462-2920.12432. — PMID 24612349. исправить
  37. Walter Gilbert (February 1986). «The RNA World». Nature 319 (6055): 618–618. DOI:10.1038/319618a0. Bibcode: [adsabs.harvard.edu/abs/1986Natur.319..618G 1986Natur.319..618G].
  38. Serganov A., Patel D. J. [www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17846637 Ribozymes, riboswitches and beyond: regulation of gene expression without proteins.] (англ.) // Nature reviews. Genetics. — 2007. — Vol. 8, no. 10. — P. 776—790. — DOI:10.1038/nrg2172. — PMID 17846637. исправить
  39. Bocobza S. E., Aharoni A. [www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18778966 Switching the light on plant riboswitches.] (англ.) // Trends in plant science. — 2008. — Vol. 13, no. 10. — P. 526—533. — DOI:10.1016/j.tplants.2008.07.004. — PMID 18778966. исправить
  40. Neupert J., Bock R. [www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19680240 Designing and using synthetic RNA thermometers for temperature-controlled gene expression in bacteria.] (англ.) // Nature protocols. — 2009. — Vol. 4, no. 9. — P. 1262—1273. — DOI:10.1038/nprot.2009.112. — PMID 19680240. исправить
  41. Saragliadis A., Krajewski S. S., Rehm C., Narberhaus F., Hartig J. S. [www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23595083 Thermozymes: Synthetic RNA thermometers based on ribozyme activity.] (англ.) // RNA biology. — 2013. — Vol. 10, no. 6. — P. 1010—1016. — DOI:10.4161/rna.24482. — PMID 23595083. исправить
  42. Garcia-Martin J. A., Dotu I., Fernandez-Chamorro J., Lozano G., Ramajo J., Martinez-Salas E., Clote P. [www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/27307638 RNAiFold2T: Constraint Programming design of thermo-IRES switches.] (англ.) // Bioinformatics. — 2016. — Vol. 32, no. 12. — P. 360—368. — DOI:10.1093/bioinformatics/btw265. — PMID 27307638. исправить

Литература

  • O. Ю. Лиманская, Л. А. Муртазаева, А. П. Лиманский. [www.iekvm.kharkov.ua/personal/Limanskaya/publ-pdfRussian-O/Microbiology-Russian.pdf Поиск новых потенциальных РНК-термометров в геноме Salmonella enterica.] // Микробиология. — 2013. — Т. 82, № 1. — С. 69—78.
  • Righetti F., Narberhaus F. [www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25279353 How to find RNA thermometers.] (англ.) // Frontiers in cellular and infection microbiology. — 2014. — Vol. 4. — P. 132. — DOI:10.3389/fcimb.2014.00132. — PMID 25279353. исправить
  • Krajewski S. S., Narberhaus F. [www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24657524 Temperature-driven differential gene expression by RNA thermosensors.] (англ.) // Biochimica et biophysica acta. — 2014. — Vol. 1839, no. 10. — P. 978—988. — DOI:10.1016/j.bbagrm.2014.03.006. — PMID 24657524. исправить



Отрывок, характеризующий РНК-термометр

– Ну что же? – сказал он.
– Ей рассказывали, что Москва вся сгорела, совершенно, что будто бы…
Наташа остановилась: нельзя было говорить. Он, очевидно, делал усилия, чтобы слушать, и все таки не мог.
– Да, сгорела, говорят, – сказал он. – Это очень жалко, – и он стал смотреть вперед, пальцами рассеянно расправляя усы.
– А ты встретилась с графом Николаем, Мари? – сказал вдруг князь Андрей, видимо желая сделать им приятное. – Он писал сюда, что ты ему очень полюбилась, – продолжал он просто, спокойно, видимо не в силах понимать всего того сложного значения, которое имели его слова для живых людей. – Ежели бы ты его полюбила тоже, то было бы очень хорошо… чтобы вы женились, – прибавил он несколько скорее, как бы обрадованный словами, которые он долго искал и нашел наконец. Княжна Марья слышала его слова, но они не имели для нее никакого другого значения, кроме того, что они доказывали то, как страшно далек он был теперь от всего живого.
– Что обо мне говорить! – сказала она спокойно и взглянула на Наташу. Наташа, чувствуя на себе ее взгляд, не смотрела на нее. Опять все молчали.
– Andre, ты хоч… – вдруг сказала княжна Марья содрогнувшимся голосом, – ты хочешь видеть Николушку? Он все время вспоминал о тебе.
Князь Андрей чуть заметно улыбнулся в первый раз, но княжна Марья, так знавшая его лицо, с ужасом поняла, что это была улыбка не радости, не нежности к сыну, но тихой, кроткой насмешки над тем, что княжна Марья употребляла, по ее мнению, последнее средство для приведения его в чувства.
– Да, я очень рад Николушке. Он здоров?

Когда привели к князю Андрею Николушку, испуганно смотревшего на отца, но не плакавшего, потому что никто не плакал, князь Андрей поцеловал его и, очевидно, не знал, что говорить с ним.
Когда Николушку уводили, княжна Марья подошла еще раз к брату, поцеловала его и, не в силах удерживаться более, заплакала.
Он пристально посмотрел на нее.
– Ты об Николушке? – сказал он.
Княжна Марья, плача, утвердительно нагнула голову.
– Мари, ты знаешь Еван… – но он вдруг замолчал.
– Что ты говоришь?
– Ничего. Не надо плакать здесь, – сказал он, тем же холодным взглядом глядя на нее.

Когда княжна Марья заплакала, он понял, что она плакала о том, что Николушка останется без отца. С большим усилием над собой он постарался вернуться назад в жизнь и перенесся на их точку зрения.
«Да, им это должно казаться жалко! – подумал он. – А как это просто!»
«Птицы небесные ни сеют, ни жнут, но отец ваш питает их», – сказал он сам себе и хотел то же сказать княжне. «Но нет, они поймут это по своему, они не поймут! Этого они не могут понимать, что все эти чувства, которыми они дорожат, все наши, все эти мысли, которые кажутся нам так важны, что они – не нужны. Мы не можем понимать друг друга». – И он замолчал.

Маленькому сыну князя Андрея было семь лет. Он едва умел читать, он ничего не знал. Он многое пережил после этого дня, приобретая знания, наблюдательность, опытность; но ежели бы он владел тогда всеми этими после приобретенными способностями, он не мог бы лучше, глубже понять все значение той сцены, которую он видел между отцом, княжной Марьей и Наташей, чем он ее понял теперь. Он все понял и, не плача, вышел из комнаты, молча подошел к Наташе, вышедшей за ним, застенчиво взглянул на нее задумчивыми прекрасными глазами; приподнятая румяная верхняя губа его дрогнула, он прислонился к ней головой и заплакал.
С этого дня он избегал Десаля, избегал ласкавшую его графиню и либо сидел один, либо робко подходил к княжне Марье и к Наташе, которую он, казалось, полюбил еще больше своей тетки, и тихо и застенчиво ласкался к ним.
Княжна Марья, выйдя от князя Андрея, поняла вполне все то, что сказало ей лицо Наташи. Она не говорила больше с Наташей о надежде на спасение его жизни. Она чередовалась с нею у его дивана и не плакала больше, но беспрестанно молилась, обращаясь душою к тому вечному, непостижимому, которого присутствие так ощутительно было теперь над умиравшим человеком.


Князь Андрей не только знал, что он умрет, но он чувствовал, что он умирает, что он уже умер наполовину. Он испытывал сознание отчужденности от всего земного и радостной и странной легкости бытия. Он, не торопясь и не тревожась, ожидал того, что предстояло ему. То грозное, вечное, неведомое и далекое, присутствие которого он не переставал ощущать в продолжение всей своей жизни, теперь для него было близкое и – по той странной легкости бытия, которую он испытывал, – почти понятное и ощущаемое.
Прежде он боялся конца. Он два раза испытал это страшное мучительное чувство страха смерти, конца, и теперь уже не понимал его.
Первый раз он испытал это чувство тогда, когда граната волчком вертелась перед ним и он смотрел на жнивье, на кусты, на небо и знал, что перед ним была смерть. Когда он очнулся после раны и в душе его, мгновенно, как бы освобожденный от удерживавшего его гнета жизни, распустился этот цветок любви, вечной, свободной, не зависящей от этой жизни, он уже не боялся смерти и не думал о ней.
Чем больше он, в те часы страдальческого уединения и полубреда, которые он провел после своей раны, вдумывался в новое, открытое ему начало вечной любви, тем более он, сам не чувствуя того, отрекался от земной жизни. Всё, всех любить, всегда жертвовать собой для любви, значило никого не любить, значило не жить этою земною жизнию. И чем больше он проникался этим началом любви, тем больше он отрекался от жизни и тем совершеннее уничтожал ту страшную преграду, которая без любви стоит между жизнью и смертью. Когда он, это первое время, вспоминал о том, что ему надо было умереть, он говорил себе: ну что ж, тем лучше.
Но после той ночи в Мытищах, когда в полубреду перед ним явилась та, которую он желал, и когда он, прижав к своим губам ее руку, заплакал тихими, радостными слезами, любовь к одной женщине незаметно закралась в его сердце и опять привязала его к жизни. И радостные и тревожные мысли стали приходить ему. Вспоминая ту минуту на перевязочном пункте, когда он увидал Курагина, он теперь не мог возвратиться к тому чувству: его мучил вопрос о том, жив ли он? И он не смел спросить этого.

Болезнь его шла своим физическим порядком, но то, что Наташа называла: это сделалось с ним, случилось с ним два дня перед приездом княжны Марьи. Это была та последняя нравственная борьба между жизнью и смертью, в которой смерть одержала победу. Это было неожиданное сознание того, что он еще дорожил жизнью, представлявшейся ему в любви к Наташе, и последний, покоренный припадок ужаса перед неведомым.
Это было вечером. Он был, как обыкновенно после обеда, в легком лихорадочном состоянии, и мысли его были чрезвычайно ясны. Соня сидела у стола. Он задремал. Вдруг ощущение счастья охватило его.
«А, это она вошла!» – подумал он.
Действительно, на месте Сони сидела только что неслышными шагами вошедшая Наташа.
С тех пор как она стала ходить за ним, он всегда испытывал это физическое ощущение ее близости. Она сидела на кресле, боком к нему, заслоняя собой от него свет свечи, и вязала чулок. (Она выучилась вязать чулки с тех пор, как раз князь Андрей сказал ей, что никто так не умеет ходить за больными, как старые няни, которые вяжут чулки, и что в вязании чулка есть что то успокоительное.) Тонкие пальцы ее быстро перебирали изредка сталкивающиеся спицы, и задумчивый профиль ее опущенного лица был ясно виден ему. Она сделала движенье – клубок скатился с ее колен. Она вздрогнула, оглянулась на него и, заслоняя свечу рукой, осторожным, гибким и точным движением изогнулась, подняла клубок и села в прежнее положение.
Он смотрел на нее, не шевелясь, и видел, что ей нужно было после своего движения вздохнуть во всю грудь, но она не решалась этого сделать и осторожно переводила дыханье.
В Троицкой лавре они говорили о прошедшем, и он сказал ей, что, ежели бы он был жив, он бы благодарил вечно бога за свою рану, которая свела его опять с нею; но с тех пор они никогда не говорили о будущем.
«Могло или не могло это быть? – думал он теперь, глядя на нее и прислушиваясь к легкому стальному звуку спиц. – Неужели только затем так странно свела меня с нею судьба, чтобы мне умереть?.. Неужели мне открылась истина жизни только для того, чтобы я жил во лжи? Я люблю ее больше всего в мире. Но что же делать мне, ежели я люблю ее?» – сказал он, и он вдруг невольно застонал, по привычке, которую он приобрел во время своих страданий.
Услыхав этот звук, Наташа положила чулок, перегнулась ближе к нему и вдруг, заметив его светящиеся глаза, подошла к нему легким шагом и нагнулась.
– Вы не спите?
– Нет, я давно смотрю на вас; я почувствовал, когда вы вошли. Никто, как вы, но дает мне той мягкой тишины… того света. Мне так и хочется плакать от радости.
Наташа ближе придвинулась к нему. Лицо ее сияло восторженною радостью.
– Наташа, я слишком люблю вас. Больше всего на свете.
– А я? – Она отвернулась на мгновение. – Отчего же слишком? – сказала она.
– Отчего слишком?.. Ну, как вы думаете, как вы чувствуете по душе, по всей душе, буду я жив? Как вам кажется?
– Я уверена, я уверена! – почти вскрикнула Наташа, страстным движением взяв его за обе руки.
Он помолчал.
– Как бы хорошо! – И, взяв ее руку, он поцеловал ее.
Наташа была счастлива и взволнована; и тотчас же она вспомнила, что этого нельзя, что ему нужно спокойствие.
– Однако вы не спали, – сказала она, подавляя свою радость. – Постарайтесь заснуть… пожалуйста.
Он выпустил, пожав ее, ее руку, она перешла к свече и опять села в прежнее положение. Два раза она оглянулась на него, глаза его светились ей навстречу. Она задала себе урок на чулке и сказала себе, что до тех пор она не оглянется, пока не кончит его.
Действительно, скоро после этого он закрыл глаза и заснул. Он спал недолго и вдруг в холодном поту тревожно проснулся.
Засыпая, он думал все о том же, о чем он думал все ото время, – о жизни и смерти. И больше о смерти. Он чувствовал себя ближе к ней.
«Любовь? Что такое любовь? – думал он. – Любовь мешает смерти. Любовь есть жизнь. Все, все, что я понимаю, я понимаю только потому, что люблю. Все есть, все существует только потому, что я люблю. Все связано одною ею. Любовь есть бог, и умереть – значит мне, частице любви, вернуться к общему и вечному источнику». Мысли эти показались ему утешительны. Но это были только мысли. Чего то недоставало в них, что то было односторонне личное, умственное – не было очевидности. И было то же беспокойство и неясность. Он заснул.
Он видел во сне, что он лежит в той же комнате, в которой он лежал в действительности, но что он не ранен, а здоров. Много разных лиц, ничтожных, равнодушных, являются перед князем Андреем. Он говорит с ними, спорит о чем то ненужном. Они сбираются ехать куда то. Князь Андрей смутно припоминает, что все это ничтожно и что у него есть другие, важнейшие заботы, но продолжает говорить, удивляя их, какие то пустые, остроумные слова. Понемногу, незаметно все эти лица начинают исчезать, и все заменяется одним вопросом о затворенной двери. Он встает и идет к двери, чтобы задвинуть задвижку и запереть ее. Оттого, что он успеет или не успеет запереть ее, зависит все. Он идет, спешит, ноги его не двигаются, и он знает, что не успеет запереть дверь, но все таки болезненно напрягает все свои силы. И мучительный страх охватывает его. И этот страх есть страх смерти: за дверью стоит оно. Но в то же время как он бессильно неловко подползает к двери, это что то ужасное, с другой стороны уже, надавливая, ломится в нее. Что то не человеческое – смерть – ломится в дверь, и надо удержать ее. Он ухватывается за дверь, напрягает последние усилия – запереть уже нельзя – хоть удержать ее; но силы его слабы, неловки, и, надавливаемая ужасным, дверь отворяется и опять затворяется.
Еще раз оно надавило оттуда. Последние, сверхъестественные усилия тщетны, и обе половинки отворились беззвучно. Оно вошло, и оно есть смерть. И князь Андрей умер.
Но в то же мгновение, как он умер, князь Андрей вспомнил, что он спит, и в то же мгновение, как он умер, он, сделав над собою усилие, проснулся.
«Да, это была смерть. Я умер – я проснулся. Да, смерть – пробуждение!» – вдруг просветлело в его душе, и завеса, скрывавшая до сих пор неведомое, была приподнята перед его душевным взором. Он почувствовал как бы освобождение прежде связанной в нем силы и ту странную легкость, которая с тех пор не оставляла его.
Когда он, очнувшись в холодном поту, зашевелился на диване, Наташа подошла к нему и спросила, что с ним. Он не ответил ей и, не понимая ее, посмотрел на нее странным взглядом.
Это то было то, что случилось с ним за два дня до приезда княжны Марьи. С этого же дня, как говорил доктор, изнурительная лихорадка приняла дурной характер, но Наташа не интересовалась тем, что говорил доктор: она видела эти страшные, более для нее несомненные, нравственные признаки.
С этого дня началось для князя Андрея вместе с пробуждением от сна – пробуждение от жизни. И относительно продолжительности жизни оно не казалось ему более медленно, чем пробуждение от сна относительно продолжительности сновидения.

Ничего не было страшного и резкого в этом, относительно медленном, пробуждении.
Последние дни и часы его прошли обыкновенно и просто. И княжна Марья и Наташа, не отходившие от него, чувствовали это. Они не плакали, не содрогались и последнее время, сами чувствуя это, ходили уже не за ним (его уже не было, он ушел от них), а за самым близким воспоминанием о нем – за его телом. Чувства обеих были так сильны, что на них не действовала внешняя, страшная сторона смерти, и они не находили нужным растравлять свое горе. Они не плакали ни при нем, ни без него, но и никогда не говорили про него между собой. Они чувствовали, что не могли выразить словами того, что они понимали.
Они обе видели, как он глубже и глубже, медленно и спокойно, опускался от них куда то туда, и обе знали, что это так должно быть и что это хорошо.
Его исповедовали, причастили; все приходили к нему прощаться. Когда ему привели сына, он приложил к нему свои губы и отвернулся, не потому, чтобы ему было тяжело или жалко (княжна Марья и Наташа понимали это), но только потому, что он полагал, что это все, что от него требовали; но когда ему сказали, чтобы он благословил его, он исполнил требуемое и оглянулся, как будто спрашивая, не нужно ли еще что нибудь сделать.