Der Abbau von Boten-RNAs stellt bei Bakterien einen wesentlichen Regulationsmechanismus der Genexpression dar, wobei ihre Halbwertszeit von wenigen Sekunden bis zu über einer Stunde variieren kann. Bei Bacillus subtilis wird dieser Abbau weitgehend durch eine wichtige Endoribonuklease, die RNase Y, eingeleitet, die ihre Substrate an einzelsträngigen, adenin- und uracilreichen Sequenzen spaltet. Dieses Enzym beeinflusst die Gesamtstabilität des Transkriptoms: Die intrazelluläre Menge der meisten Transkripte verändert sich, wenn es depletiert wird. Folglich muss die in der Zelle vorhandene Menge an RNase Y selbst fein abgestimmt werden. Die vorliegenden Arbeiten belegen, dass das Enzym seine eigene Synthese reguliert, indem es die Lebensdauer seiner Boten-RNA, des rny-Transkripts, moduliert.
Um diesen Mechanismus zu entschlüsseln, verwendete das Team translationale rny-lacZ-Fusionen unterschiedlicher Länge und kombinierte dabei Messungen der β-Galaktosidase-Aktivität mit der Quantifizierung der Transkripte mittels Northern Blot. Dieser Ansatz erwies sich als besonders aufschlussreich: Die Fusion, die für die ersten 210 Aminosäuren der RNase Y kodiert, verhält sich sehr ähnlich wie das Wildtyp-rny-Transkript. Die Autoregulation erweist sich als äußerst empfindlich, da bereits eine Überexpression um lediglich das 1,5-Fache ausreicht, um die rny-mRNA-Spiegel stark zu senken, während sich dieselben Transkripte in einem Stamm ohne das Enzym anreichern. Die Autoren zeigen, dass diese Regulation direkt erfolgt und strikt die endonukleolytische Aktivität erfordert: Eine katalytische Mutante senkt selbst bei starker Überexpression die rny-Expression nicht, sondern übt im Gegenteil einen dominant-negativen Effekt aus.
Die Spaltungen betreffen zwei Regionen des Transkripts. Einerseits inaktivieren Spaltungen innerhalb der ersten hundert Nukleotide des offenen Leserahmens die mRNA unmittelbar für jeden neuen Translationszyklus; ein Fragment, das lediglich 39 Nukleotide (13 Codons) der rny-Sequenz enthält, genügt bereits, um das Transkript für das Enzym empfänglich zu machen. Andererseits schaffen Spaltungen in der 5'-untranslatierten Region, hauptsächlich innerhalb der ersten fünfzig Nukleotide, Eintrittsstellen für die 5'-Exonuklease RNase J1. Das Fortschreiten dieser Exonuklease wird etwa an Position −15 gestoppt, vermutlich durch die an eine besonders starke Shine-Dalgarno-Sequenz gebundenen, in der Initiation befindlichen Ribosomen. Die Inaktivierung des Transkripts ist somit an die Translationseffizienz gekoppelt, entsprechend der ribosomalen Belegung der Initiationsstelle.
Dieses Modell steht im Gegensatz zu dem für die Autoregulation der RNase E bei Escherichia coli vorgeschlagenen Modell, bei dem eine Stem-Loop-Struktur der 5'-untranslatierten Region wirkt, ohne gespalten zu werden. Dank dieser kombinierten Mechanismen kann die RNase Y den Abbau ihrer eigenen mRNA einleiten, wenn sie nicht durch andere Substrate beansprucht wird, und so ihre Überproduktion über den Bedarf des RNA-Stoffwechsels hinaus vermeiden. Die Autoren betonen, dass die genaue Rolle der Sekundärstrukturen an der Translationsinitiationsstelle sowie die mögliche Interferenz weiterer Partnerfaktoren noch zu klären bleiben.