Characterization of the mRNA untranslated regions [UTR] of the Trypanosoma cruzi LYT1 isoforms derived by alternative trans-splicing

• Autores: Elizabeth Ruíz, César Augusto-Ramírez, Julián Camilo Casas, María Isabel Ospina, José María Requena, Concepción J. Puerta, Juan Carlos Salcedo-Reyes
• Localización: Universitas Scientiarum, ISSN-e 2027-1352, ISSN 0122-7483, Vol. 23, Nº. 2, 2018, págs. 267-290
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Caracterização das regiões não-traduzidas do RNA [UTR] das isoformas de Trypanosoma cruzi LYT1 derivadas de uma junção trans-alternativa
  • Caracterización de las regiones no traducidas ARN [UTR] de las isoformas de Trypanosoma cruzi LYT1 derivadas de un trans-empalme alternativo
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• Resumen
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    Resumen En los trypanosomátidos, la expresión génica se regula principalmente en el nivel post-transcripcional mediante mecanismos basados en la interacción entre las proteínas de unión del ARN [RBP] y las figuras presentes en las regiones no traducidas [UTR] de las ARN, que en conjunto forman complejos ribonucleoproteicos [RNP] que definen el destino de la ARN. El pre-ARN derivado del gen LYT1 del Trypanosoma cruzi es procesado por trans-empalme alternativo, dando como resultado diferentes ARN que codifican las isoformas mLYTl y kLYTl, proteínas con expresión diferencial, localización celular y función. El objetivo de este estudio fue caracterizar los 5' y 3' UTR de las ARN LYT1 como el paso inicial hacia la identificación de los RPB responsables de la expresión diferencial. Se confirmó la presencia de los dos tipos de 5' UTR en dos aislantes del T. cruzi pertenecientes al DTU I; de esta forma también se comprobó la ocurrencia del trans-empalme alternativo en el gen LYT1 de este T. cruzi DTU. Además, por primera vez, se pudo demostrar la existencia de dos tipos de transcripciones de ARN LYT1, que difieren en longitud por 116 nts, y son generadas por poliadenilación alternativa. Adicionalmente, se realizó un análisis in-silico de la UTR obtenida experimentalmente, y otras diez secuencias LYT1 recuperadas de las bases de datos TritrypDB y GenBank, junto con una búsqueda exhaustiva de figuras estructuradas, mostrando una notable conservación de los figuras estructurales asociadas con el metabolismo del ARN en los diferentes UTR; estos elementos podrían estar implicados en la expresión diferenciada de la etapa específica de cada isoforma LYT1.

  • English

    Abstract In trypanosomatids, gene expression is mainly regulated at posttranscriptional level, through mechanisms based on the interaction between RNA Binding Proteins [RBPs] and motifs present in the untranslated regions [UTRs] of the mRNAs, which altogether form ribonucleoproteic complexes [RNP] that define the fate of the mRNA. The pre-mRNA derived from the LYT1 gene of Trypanosoma cruzi, is processed by alternative trans-splicing, resulting in different mRNAs which code for the isoforms mLYTl and kLYTl, proteins having differential expression, cellular location and function. The aim of this study was to characterize the 5’ and 3’ UTRs of the LYT1 mRNAs as the initial step towards the objective of identification of the RBPs responsible for their differential expression. The presence of the two types of 5’ UTRs were confirmed in two T. cruzi isolates belonging to the DTU I, thus, corroborating the occurrence of alternative trans-splicing also in the LYT1 gene of this T. cruzi DTU. In addition, for the first time, was unscovered the existence of two types of LYT1 mRNAs transcripts, differing in length by 116 nts, that are generated by alternative polyadenylation. Furthermore, an in-silico analysis of the experimentally obtained UTRs, and ten additional LYT1 sequences retrieved from TritrypDB and GenBank databases, together with a thoroughly search of structural motifs, showed a remarkable conservation of relevant structural motifs previously associated with RNA metabolism in the different UTRs; these elements might be involved in the differential stage-specific expression of each LYT1 isoform.

  • português

    Resumo Nos tripanossomatídeos, a expressão génica é regulada principalmente a nível pós-transcricional mediante mecanismos baseados na interação entre as proteínas de união do RNA [RBPs] e as fugiras presentes nas regiões não-traduzidas [UTRs] do RNA. O pré-RNA derivado do gene LYT1 do Trypanosoma cruzí é processado por uma junção trans-alternativa, resultando em diferentes RNA que codificam as isoformas mLYTl e kLYTl, proteínas com expressão, localização celular e função diferenciadas. O objetivo de este estudo foi caracterizar as 5’ e 3’ UTRs dos RNAs LYT1 como sendo o passo inicial na identificação das RBPs responsáveis pela expressão diferenciada. A presença dos dois tipos de 5’ UTRs foi confirmada em dois isolados de T. cruzí pertencentes ao DTU I; corroborando assim com a ocorrência da junção trans-alternativa no gene LYT1 de este T. crují DTU. Adicionalmente, se demonstrou pela primeira vez a existência de dois tipos de transcrições de RNA LYT1, que se diferenciam em comprimento por 116 nts, e são geradas por poliadenização alternativa. Além disso, realizou-se uma análise in-sílico da UTR obtida experimentalmente e outras dez sequencias LYT1 recuperadas das bases de dados TritrypDB e GenBank, junto com uma busca exaustiva de figuras estruturadas, mostrando uma notável conservação das figuras estruturais associadas com o metabolismo do RNA nas diferentes UTRs. Estes elementos poderiam estar envolvidos na expressão estágio-específica diferenciada de cada isoforma LYT1.