SUMMARY To reveal the role of the essential protein Era in the assembly of the 30S ribosomal subunit, we analyzed assembly intermediates that accumulated in Era-depleted Escherichia coli cells using quantitative mass spectrometry, cryo-electron microscopy and in-cell footprinting. Our combined approach allowed for visualization of the small subunit as it assembled and revealed that with the exception of key helices in the platform domain, all other 16S rRNA domains were able to fold even in the absence of Era. Notably, the maturing particles did not stall while waiting for the platform domain to mature and instead re-routed their folding pathway to enable concerted maturation of other structural motifs spanning multiple rRNA domains. We also found that binding of Era to the mature 30S subunit destabilized helix 44 and the decoding center preventing binding of YjeQ, another assembly factor. This work establishes Era’s role in ribosome assembly and suggests new roles in maintaining ribosome homeostasis.

ABSTRACT Ribosomal RNA modifications in prokaryotes have been sporadically studied, but there is a lack of a comprehensive picture of modification sites across bacterial phylogeny. B. subtilis is a preeminent model organism for gram-positive bacteria, with a well-annotated and editable genome, convenient for fundamental studies and industrial use. Yet remarkably, there has been no complete characterization of its rRNA modification inventory. By expanding modern MS tools for the discovery of RNA modifications, we found a total of 25 modification sites in 16S and 23S rRNA of B. subtilis, including the chemical identity of the modified nucleosides and their precise sequence location. Furthermore, by perturbing large subunit biogenesis using depletion of an essential factor RbgA and measuring the completion of 23S modifications in the accumulated intermediate, we provide a first look at the order of modification steps during the late stages of assembly in B. subtilis . While our work expands the knowledge of bacterial rRNA modification patterns, adding B. subtilis to the list of fully annotated species after E. coli and T. thermophilus, in a broader context, it provides the experimental framework for discovery and functional profiling of rRNA modifications to ultimately elucidate their role in ribosome biogenesis and translation.