限制核糖体合成与活性对于适应热激或营养饥饿等胁迫至关重要。在枯草芽孢杆菌中，这一过程由报警素（(p)ppGpp）和转录因子Spx协同调控。研究人员通过遗传筛选鉴定了在热激或进入稳定期胁迫条件下起关键作用的Y复合物，该复合物赋予内切核酸酶RNase Y以底物特异性。该蛋白质复合物对于靶向和处理多种RNA至关重要，特别是编码参与翻译和代谢蛋白的信使RNA（mRNA）的成熟。研究人员进一步证明，Y复合物与RNase Y共同启动成熟核糖体中核糖体RNA（rRNA）的降解，从而降低其丰度。研究提出，Y复合物是一个调节枢纽，通过修饰基因表达、调整蛋白质合成和资源分配来响应环境胁迫。
在细菌适应环境挑战的过程中，除了调控转录起始外，影响RNA稳定性或翻译效率的转录后机制同样对快速且针对性的细胞反应至关重要。在枯草芽孢杆菌中，尽管报警素（(p)ppGpp）和转录因子Spx已知能通过抑制核糖体RNA及核糖体蛋白的转录来调控核糖体水平，但关于核糖体降解的具体分子机制，特别是内切核酸酶介导的降解途径，尚不明确。为了解决这一科学问题，研究人员旨在鉴定参与热激响应的新基因或通路，并阐明RNA稳定性在胁迫响应中的作用，从而深入理解细胞如何通过调控翻译能力来重新分配资源以维持生存。
研究人员利用包含枯草芽孢杆菌非必需基因条形码缺失库的单突变体库进行了遗传筛选实验，通过比较30°C与50°C热激条件下的相对适应度，筛选出对热激敏感的基因。同时，采用特异性切割位点识别法（ISCP）结合转录组测序，分析了指数生长期晚期及过渡期Y复合物依赖性RNA切割位点。此外，研究人员通过蛋白质组学质谱分析、Northern blot、核糖体蔗糖梯度沉降分析以及基于显微成像的脉冲追踪实验，定量检测了核糖体蛋白丰度、rRNA降解中间产物及核糖体半衰期。样本来源于枯草芽孢杆菌野生型及各类基因敲除或条件性缺失突变株。
在“Y复合物是热激存活所必需的”结果部分，研究人员通过遗传筛选发现，缺乏Y复合物成员基因（如ymcA）的突变株在50°C热激及54°C严重热激下表现出显著的生长缺陷和敏感性，表明该复合物对热激适应至关重要。在“鉴定指数晚期和过渡期Y复合物依赖性切割”结果部分，ISCP分析显示，在营养耗尽导致的生理胁迫下，Y复合物特异性地切割多种转录本，特别是多顺反子mRNA，且切割位点附近存在特定的二级结构，这有助于稳定下游片段并调控基因表达。在“Y复合物介导转录本切割及mRNA成熟”结果部分，研究证实Y复合物通过切割内部非翻译区（UTRs）和开放阅读框，解耦共转录基因的RNA水平，从而精细调节代谢和翻译相关基因的表达稳定性。在“Y复合物靶向翻译和代谢相关基因”结果部分，过度表示分析显示，Y复合物主要处理编码碳代谢、核苷酸代谢及氨基酸生物合成的操纵子，表明其在营养限制时调整营养素利用和生物合成中发挥核心作用。在“Y复合物靶向核糖体进行降解”结果部分，研究发现Y复合物与RNase Y共同识别并切割23S和16S rRNA，启动成熟核糖体的解体。通过质谱和核糖体追踪实验证实，缺失Y复合物导致核糖体蛋白水平无法下调，核糖体半衰期显著延长，并在过渡期积累休眠的100S核糖体。在“报警素（(p)ppGpp）与Y复合物在调控核糖体水平中起关键作用”结果部分，遗传相互作用分析显示，(p)ppGpp0与ΔymcA双突变株表现出更严重的生长缺陷和核糖体水平下调受阻，表明两条通路共同但独立地调控核糖体稳态。在“核糖体水平升高导致热激下蛋白质聚集”结果部分，研究证明缺失Y复合物导致细胞内空闲核糖体积累，进而加剧热激诱导的蛋白质错误折叠和聚集，即便热激响应蛋白诱导正常，细胞对蛋白毒性胁迫的敏感性仍显著增加。
讨论部分指出，细菌适应环境挑战依赖于快速改变基因表达，而Y复合物-RNase Y系统构成了一个关键的调控枢纽，不仅通过RNA加工调整代谢基因表达，更通过启动核糖体降解来降低翻译能力。研究发现Y复合物可能通过其膜定位特性，将核糖体导向RNase Y进行初始切割，随后由外切核酸酶完成降解。这种机制与(p)ppGpp抑制核糖体生物合成的途径形成互补，共同确保在胁迫条件下资源向其他合成途径重新分配。研究结论明确表明，Y复合物是枯草芽孢杆菌中调控核糖体丰度的关键因子，它通过触发核糖体衰变和处理核糖体组件转录本来调节翻译活性，这一发现揭示了核糖体降解的直接途径，并阐明了该过程与其他胁迫响应机制的整合，对于理解细胞如何在压力下控制生长和生存具有重要意义。
