Biogeneza wybranych mikroRNA związanych z odpowiedzią rośliny na stresy abiotyczne
Loading...
Date
2017
Authors
Editor
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Title alternative
Biogenesis of selected abiotic-stress responsive plant microRNAs
Abstract
MikroRNA (miRNA) są zaangażowane w regulację ekspresji genów w komórce na poziomie potranskrypcyjnym. U roślin, za ich dojrzewanie odpowiedzialny jest tzw. kompleks mikroprocesora. Roślinne miRNA kodowane są przez geny MIR, posiadające skomplikowaną strukturę. U A. thaliana odkryto 29 miRNA zlokalizowanych w intronach genów kodujących białka lub niekodujące RNA, aczkolwiek mechanizm ich powstawania jest słabo poznany.
W pierwszej części tej pracy doktorskiej skupiono się więc na jego analizie. Zaobserwowano,
że w warunkach stresu abiotycznego podniesienie poziomu intronowej cząsteczki miR402 korelowało
z obniżeniem wydajności splicingu intronu zawierającego miR402 oraz ze zwiększonym wyborem proksymalnego miejsca poliadenylacji. Ponadto, inaktywacja miejsca 5’ splicingowego (5’SS), która powodowała zahamowanie splicingu, skutkowała podniesieniem poziomu miR402 i częstszym wyborem proksymalnego miejsca poliA. Wykazano także,
że lokalizacja pre-miRNA w stosunku
do najbliższego miejsca 5’SS ma istotne znaczenie
dla wydajności powstawania miR402
oraz, że oddziaływania pomiędzy maszynerią biogenezy i spliceosomem są kluczowe dla regulacji dojrzewania intronowych miRNA u roślin.
Celem drugiej części tej pracy doktorskiej była analiza biogenezy cząsteczek miR319b i miR319b.2 Otrzymane wyniki wskazały, że powstawanie obu miRNA może być wzajemnie powiązane oraz,
że oba miRNA mogą współkontrolować poziom swoich docelowych mRNA. Aczkolwiek do pełnego zrozumienia mechanizmu dojrzewania miR319b
i miR319b.2, a także ich funkcji niezbędne
jest przeprowadzenie dalszych eksperymentów.
MicroRNAs (miRNAs) regulate expression of many genes in cells at the posttranscriptional level. In plants, their biogenesis is conducted by a multicomponent complex – the microprocessor. Plant miRNAs are encoded by MIR genes, that can be complicated in-structure. In A. thaliana, 29 miRNAs are located within introns of proteins-coding or non-coding RNA genes, but the mechanism of their maturation still remains limited. The main aim of the first part of presented PhD thesis was to reveal this mechanism. For intronic miR402, upregulation of miRNA level under abiotic stress treatment correlated with lower splicing efficiency of the miRNA-hosting intron and with the highest proximal polyA site selection. Moreover, inactivation of the miRNA-carrying intron 5’ splice site (5’SS), that caused splicing inhibition, resulted in mature miR402 upregulation and the higher proximal polyA site selection. Besides, the position of the pre-miRNA regarding the closest active 5’SS turned out to be relevant for the miR402 biogenesis efficiency. Further experiments revealed, that the microprocessor – spliceosome interactions play an essential role in regulation of plant intronic miRNA biogenesis. The main goal of the second part of this PhD thesis was the dissection of Arabidopsis miR319b and miR319b.2 biogenesis. Obtained results implicated, that biogenesis of these miRNAs might be mechanistically coupled and that they can cross-regulate their target mRNA levels. However, to fully understand mechanism of miR319b and miR319b.2 maturation and biological functions, further experiments are required.
MicroRNAs (miRNAs) regulate expression of many genes in cells at the posttranscriptional level. In plants, their biogenesis is conducted by a multicomponent complex – the microprocessor. Plant miRNAs are encoded by MIR genes, that can be complicated in-structure. In A. thaliana, 29 miRNAs are located within introns of proteins-coding or non-coding RNA genes, but the mechanism of their maturation still remains limited. The main aim of the first part of presented PhD thesis was to reveal this mechanism. For intronic miR402, upregulation of miRNA level under abiotic stress treatment correlated with lower splicing efficiency of the miRNA-hosting intron and with the highest proximal polyA site selection. Moreover, inactivation of the miRNA-carrying intron 5’ splice site (5’SS), that caused splicing inhibition, resulted in mature miR402 upregulation and the higher proximal polyA site selection. Besides, the position of the pre-miRNA regarding the closest active 5’SS turned out to be relevant for the miR402 biogenesis efficiency. Further experiments revealed, that the microprocessor – spliceosome interactions play an essential role in regulation of plant intronic miRNA biogenesis. The main goal of the second part of this PhD thesis was the dissection of Arabidopsis miR319b and miR319b.2 biogenesis. Obtained results implicated, that biogenesis of these miRNAs might be mechanistically coupled and that they can cross-regulate their target mRNA levels. However, to fully understand mechanism of miR319b and miR319b.2 maturation and biological functions, further experiments are required.
Description
Wydział Biologii: Instytut Biologii Molekularnej i Biotechnologii
Zakład Ekspresji Genów
Sponsor
Keywords
A. thaliana, biogeneza mikroRNA, splicing, poliadenylacja, stres abiotyczny, microRNA biogenesis, polyadenylation, abiotic stress