Advertencia: Esta página es una traducción de esta página originalmente en inglés. Tenga en cuenta ya que las traducciones son generadas por máquinas, no que todos traducción será perfecto. Este sitio Web y sus páginas están destinadas a leerse en inglés. Cualquier traducción de este sitio Web y su páginas Web puede ser imprecisa e inexacta en su totalidad o en parte. Esta traducción se proporciona como una conveniencia.

Los investigadores determinan el nuevo mecanismo a través del cual las instalaciones pueden regular la expresión génica

Apenas como otros organismos, las instalaciones deben responder dinámicamente a una variedad de señales de entrada sobre su curso de la vida. Pasando a través de diversos escenarios de desarrollo, o alterando su forma en respuesta a una sequía o a un cambio de temperatura drástico requiere la alteración que de sus genes se expresen en las proteínas y cuando ocurren esos procesos.

En un nuevo papel en célula de desarrollo, un equipo de investigación llevado por los biólogos Brian Gregory de Penn y Xiang Yu determinaron un mecanismo por el cual las instalaciones pueden conducto esta regla ágil de la expresión génica.

Desembalaron los detalles de un proceso por el que la transmisión de señales de la hormona accione el retiro de una estructura llamada el dinucleótido de adenina de niconamida (NAD+) a partir de un extremo, llamados el 5' extremo, de ciertas moléculas del ARN de mensajero (mRNA), las transcripciones que dan lugar a las proteínas.

Cuando el presente, estos casquillos ordena la célula para analizar la transcripción asociada del mRNA, asegurándose de que su proteína correspondiente no esté hecha.

Vimos cambios en el nivel de ocurrencia que capsulaba del mRNA NAD+ en diversos tejidos vegetales y en diversos escenarios de desarrollo. Éste aparece ser un interruptor con./desc. potencialmente rápido que las instalaciones pueden utilizar para regular sus niveles del ARN.”

Brian Gregory, estudia el autor mayor y al profesor adjunto en la escuela de los artes y de las ciencias, departamento de la biología, Universidad de Pensilvania

Los “investigadores que trabajaban en las células mamíferas habían determinado una enzima que aparece realizar una acción análoga, quitando estos casquillos de NAD+,” dice Yu, un investigador postdoctoral en el laboratorio de Greogry y autor del papel al primer. “Los nuestros son el primer estudio para mostrar este proceso en un organismo entero, vivo.”

Este trabajo tiene sus orígenes en las conclusión preliminares que el laboratorio de Gregory generó cerca hace de una década. Mientras que enseñaba a una clase en el ARN, Gregory había compartido con sus estudiantes un papel sobre una versión de la levadura de la fitoproteína DX01, una enzima ahora sabida para ser responsable de quitar NAD+ del mRNA.

“Me intrigué realmente sobre qué hacía en eurkaryotes,” él digo. En aquel momento, su laboratorio creció las instalaciones con una mutación DX01 y encontró que su incremento fue impedido, sus hojas era pálido - póngase verde, su revelado fue demorado, y tenían defectos en fertilidad.

“Pensé, “esto soy fresco, nosotros necesito trabajar en esto, “” las llamadas de Gregory.

Persiguiéndola, encontraron que los mutantes tenían una abundancia de pequeño RNAs, las moléculas asociadas a menudo a imponer silencio a la expresión de otras moléculas del ARN. Pero no podrían juntar final una historia sensata de cómo la mutación hacía pequeño RNAs acumular, y el trabajo se atascó.

Se atascó es decir, hasta hace unos años, cuando otros científicos que trabajan en la regla mamífera del ARN comenzaron a publicar la demostración del trabajo que las células mamíferas poseen DX01 también, y que podría reconocer y quitar los casquillos de NAD+.

Con esta nueva comprensión del papel de DX01, Gregory, Yu, y los colegas decidían a escoger su propia reserva del trabajo. Estudiando las instalaciones, el grupo podría tomar a las conclusión en mamíferos una medida más lejos, observando in vivo, cómo la enzima actuaba en un organismo vivo, cada vez mayor.

Los investigadores primero confirmaron que DX01 actuaba semejantemente en instalaciones como en los mamíferos, quitando el NAD+ de transcripciones del mRNA. Las instalaciones que faltaban DX01 desarrollaron los problemas que Gregory había visto años anterior: incremento y revelado impedidos. También utilizaron una técnica para aislar y ordenar solamente los mRNAs de NAD+-capped y encontrar que las transcripciones del mRNA con los casquillos de NAD+ ocurrieron con frecuencia para esas proteínas de la codificación se relacionaron con la reacción de la tensión, así como ésas implicadas en el tramitación de NAD+ sí mismo. El análisis adicional confirmó que el casquillo de NAD+ hizo los mRNAs más probablemente que se analizarán.

Para seguir en las pistas que apuntaban a una implicación en la reacción de la tensión, las personas aplicaron niveles de variación de una hormona de tensión de instalación, ácido abscésico, a las instalaciones con o sin un DX01 de funcionamiento. Las instalaciones con un mutante DX01 no aparecían ser afectadas por la concentración cambiante de la hormona, mientras que eran ésas con un DX01 funcional, apuntando a un papel de NAD+ que capsulaba en respuesta a esta hormona.

Y de hecho, encontraron que el nivel de capsular de NAD+ del ARN en respuesta al ácido abscésico cambió dinámicamente.

“Parece capsular de NAD+ es tejido-específico y responde por lo menos a una señal de entrada fisiológica específica,” dice Gregory, “por lo menos en instalaciones. Ése es becaue bastante aseado que observa como es un regulador fuerte de la estabilidad del ARN, así que la instalación puede desestabilizar diversos equipos de las transcripciones del mRNA, dependiendo de donde está actuando este proceso y se está dando de qué señal de entrada.”

Las conclusión del grupo incluso ligadas al descubrimiento inusual que habían hecho mucho anterior, de una acumulación de las pequeñas moléculas del ARN. En sus instalaciones del mutante DX01, observaron que las transcripciones capsuladas NAD+ del mRNA fueron tramitadas en pequeño RNAs, que son también inestables. Gregory, Yu, y los colegas creen que esto puede ser un mecanismo secundario para quitar NAD+ y para librarse de estas transcripciones noncanonically capsuladas, incluso en ausencia de DX01.

“Qué está continuando es él está utilizando otro camino, haciendo pequeño RNAs, quizás para conseguir detrás el NAD+ así que él puede utilizarlo para otros procesos,” Yu dice.

De hecho, NAD+ es un componente crítico en metabolismo, así que tiene sentido que las instalaciones tendrían estrategias múltiples para el asegurarse ellas tienen bastante disponible a ellas, los investigadores dice.

En el trabajo futuro, el laboratorio de Gregory espera continuar el explorar de la marca de NAD+, incluyendo la elaboración de cómo se agrega y no apenas se quita.

“Una vez que aprendemos cómo agregar, reconocer, y quitarlo, nos da la potencia de utilizar este proceso como herramienta para regular diversas reacciones en instalaciones,” Gregory dice, una potencia que se podría utilizar posiblemente en agricultura.

Pero la salud humana podía beneficiarse de estos discernimientos también. Los investigadores de Penn dicen que el trabajo merece la continuación en sistemas mamíferos. “Sería curioso ver qué tipos de transcripciones del mRNA en mamíferos responden a diversas hormonas,” digo Gregory.

La adición y el retiro del casquillo de NAD+ se pueden incluso implicar en biología del cáncer, Gregory y Yu dicen. El metabolismo anormal de la célula considerado en células cancerosas debe a menudo a los accidentes en el tipo de regla que las transcripciones del mRNA experimentan, y hay una “probabilidad real,” Gregory dice, que el capsular y el descapsulado de NAD+ podrían desempeñar un papel.

Para su parte, Gregory está satisfecho para haber podido moverse adelante con un campo de investigación que lo eludió hace años, uno que esté abriendo un nuevo campo de estudio para su laboratorio.

“Éste es definitivamente una de esas historias que me recuerda que la ciencia no es un sprint; es un maratón,” Gregory dice.

Source:
Journal reference:

Matthew, X. Y., et al. (2020) Messenger RNA 5′ NAD+ Capping Is a Dynamic Regulatory Epitranscriptome Mark That Is Required for Proper Response to Abscisic Acid in Arabidopsis. Developmental Cell. doi.org/10.1016/j.devcel.2020.11.009.