To determine pathways of mRNA turnover in yeast, we have followed the poly(A) tail removal and degradation of a pulse of newly synthesized transcripts from four different genes. Before decay of both stable and unstable mRNAs initiated, there was a temporal lag during which the poly(A) tail was deadenylated to an oligo(A) length. Altering the deadenylation rate of an mRNA led to a corresponding change in the length of this lag. The rate of deadenylation and the stability of the oligo(A) species varied between mRNAs, explaining the differences in mRNA half-lives. To examine how the transcript body was degraded following deadenylation, we used the strategy of inserting strong RNA secondary structures, which can slow exonucleolytic digestion and thereby trap decay intermediates, into the 3' UTR of mRNAs. Fragments lacking the 5' portion of two different mRNAs accumulated after deadenylation as full-length mRNA levels decreased. Therefore, these results define an mRNA decay pathway in which deadenylation leads to either internal cleavage or decapping followed by 5'-->3' exonucleolytic degradation of the mRNA.

The first step in the decay of some eukaryotic mRNAs is the shortening of the poly(A) tail. To examine how the transcript body was degraded after deadenylation, we followed the decay of a pulse of newly synthesized MFA2 transcripts while utilizing two strategies to trap intermediates in the degradation pathway. First, we inserted strong RNA secondary structures, which can slow exonucleolytic digestion and thereby trap decay intermediates, into the MFA2 5' UTR. Following deadenylation, fragments of the MFA2 mRNA trimmed from the 5' end to the site of secondary structure accumulated as full-length mRNA levels decreased. In addition, in cells deleted for the XRN1 gene, which encodes a major 5' to 3' exonuclease in yeast, the MFA2 transcript is deadenylated normally but persists as a full-length mRNA lacking the 5' cap structure. These results define a mRNA decay pathway in which deadenylation leads to decapping of the mRNA followed by 5'-->3' exonucleolytic degradation of the transcript body. Because the poly(A) tail and the cap structure are found on essentially all mRNAs, this pathway could be a general mechanism for the decay of many eukaryotic transcripts.

Processing bodies (P-bodies) are cytoplasmic RNA granules that contain translationally repressed messenger ribonucleoproteins (mRNPs) and messenger RNA (mRNA) decay factors. The physical interactions that form the individual mRNPs within P-bodies and how those mRNPs assemble into larger P-bodies are unresolved. We identify direct protein interactions that could contribute to the formation of an mRNP complex that consists of core P-body components. Additionally, we demonstrate that the formation of P-bodies that are visible by light microscopy occurs either through Edc3p, which acts as a scaffold and cross-bridging protein, or via the “prionlike” domain in Lsm4p. Analysis of cells defective in P-body formation indicates that the concentration of translationally repressed mRNPs and decay factors into microscopically visible P-bodies is not necessary for basal control of translation repression and mRNA decay. These results suggest a stepwise model for P-body assembly with the initial formation of a core mRNA–protein complex that then aggregates through multiple specific mechanisms.

Abstract Many biomolecular condensates appear to form through liquid-liquid phase separation (LLPS). Individual condensate components can often undergo LLPS in vitro , capturing some features of the native structures. However, natural condensates contain dozens of components with different concentrations, dynamics, and contributions to compartment formation. Most biochemical reconstitutions of condensates have not benefitted from quantitative knowledge of these cellular features nor attempted to capture natural complexity. Here, we build on prior quantitative cellular studies to reconstitute yeast RNA processing bodies (P bodies) from purified components. Individually, five of the seven highly-concentrated P-body proteins form homotypic condensates at cellular protein and salt concentrations, using both structured domains and intrinsically disordered regions. Combining the seven proteins together at their cellular concentrations with RNA, yields phase separated droplets with partition coefficients and dynamics of most proteins in reasonable agreement with cellular values. The dynamics of most proteins in the reconstitution are also comparable to cellular values. RNA delays the maturation of proteins within, and promotes reversibility of, P bodies. Our ability to quantitatively recapitulate the composition and dynamics of a condensate from its most concentrated components suggests that simple interactions between these components carry much of the information that defines the physical properties of the cellular structure.

ABSTRACT Numerous membrane-less organelles composed of a combination of RNA and proteins, referred to as RNP granules, are observed in the nucleus and cytoplasm of eukaryotic cells, including stress granules, processing bodies, Cajal bodies, and nuclear speckles. An unresolved issue is how frequently RNA molecules are required for the maintenance of RNP granules in either the nucleus or cytosol. To address this issue, we degraded intracellular RNA in either the cytosol or the nucleus by the activation of RNase L and examined the impact of RNA loss on several RNP granules. Strikingly, we find the majority of RNP granules, including stress granules, processing bodies, Cajal bodies, nuclear speckles and the nucleolus are altered by the degradation of their RNA components. In contrast, super-enhancer complexes and TIS granules were largely unaffected by widespread intracellular RNA degradation. This highlights a critical and widespread role of RNA in the organization of many, but not all, RNP granules. SUMMARY Decker et al. examine the role of RNA in maintaining membrane-less organelles composed of RNA and protein by activating RNase L in the cytoplasm or nucleus. Degradation of RNA alters the majority of membrane-less organelles indicating that RNA plays a widespread role in their organization.

RNA viruses are a major source of emerging and re-emerging infectious diseases around the world. We developed a method to identify RNA viruses that is based on the fact that all RNA viruses produce dsRNA while replicating. Purifying and sequencing dsRNA from total RNA isolated from infected tissue allowed us to recover replicating viral sequences. We refer to this approach as dsRNA-Seq. By assembling dsRNA sequences into contigs we identified full length RNA viruses of varying genome types infecting mammalian culture samples, identified a known viral disease agent in laboratory infected mice, and successfully detected naturally occurring RNA viral infections in reptiles. Here we show that dsRNA-Seq is a preferable method for identifying viruses in organisms that do not have sequenced genomes and/or commercially available rRNA depletion reagents. Similar to other metagenomic strategies, dsRNA-Seq has the potential to identify unknown viral disease agents that share little to no similarity to known viruses. However, the significant advantage of this method is the ability to identify replicated viral sequences, which is useful for distinguishing infectious viral agents from potential noninfectious viral particles or contaminants.