Registro:
| Documento: | Tesis de Grado |
| Título: | Modificaciones post-traduccionales de tipo redox como reguladoras del splicing alternativo en plantas |
| Título alternativo: | Redox post-translational modifications as regulators of alternative splicing in plants |
| Autor: | Torres, Sol Belén |
| Editor: | Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales |
| Fecha de defensa: | 2025-03-21 |
| Fecha en portada: | 2025 |
| Grado Obtenido: | Grado |
| Título Obtenido: | Licenciado en Ciencias Biológicas |
| Departamento Docente: | Departamento de Fisiología, Biología Molecular y Celular |
| Director: | Iglesias, María José |
| Director Asistente: | Mateos, Julieta Lisa |
| Jurado: | Muschietti, Jorge Prometeo; Capiati, Daniela Andrea; Conti, Gabriela |
| Idioma: | Español |
| Formato: | PDF |
| Handle: |
https://hdl.handle.net/20.500.12110/seminario_nBIO001858_Torres |
| PDF: | https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/download/seminario/seminario_nBIO001858_Torres.pdf |
| Registro: | https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/collection/seminario/document/seminario_nBIO001858_Torres |
| Ubicación: | BIO 001858 |
| Derechos de Acceso: | Esta obra puede ser leída, grabada y utilizada con fines de estudio, investigación y docencia. Es necesario el reconocimiento de autoría mediante la cita correspondiente. Torres, Sol Belén. (2025). Modificaciones post-traduccionales de tipo redox como reguladoras del splicing alternativo en plantas. (Tesis de Grado. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales.). Recuperado de https://hdl.handle.net/20.500.12110/seminario_nBIO001858_Torres |
Resumen:
Las plantas, al ser organismos sésiles, necesitan ajustar sus programas de crecimiento y desarrollo a los cambios impuestos por el ambiente a través de una regulación de la expresión génica versátil y rápida. El establecimiento de patrones de expresión génica definidos temporal y espacialmente involucra múltiples capas regulatorias a nivel transcripcional, post-transcripcional, traduccional y post-traduccional. En nuestro laboratorio estudiamos a los gasotransmisores óxido nítrico (NO) y sulfuro de hidrógeno (H2S), que actúan como moléculas señal en numerosos procesos fisiológicos a lo largo del desarrollo de las plantas. Pueden mediar modificaciones post-traduccionales de tipo redox, oxidando residuos de cisteína de proteínas mediante eventos de S-nitrosilación (-SNO) y persulfidación (-SSH), afectando su estabilidad, localización o actividad. Las mismas muestran una interacción compleja con otras modificaciones de proteínas, sin embargo, aún no ha sido estudiada en plantas su conexión con mecanismos de regulación post-transcripcional. En la presente tesis de licenciatura estudiamos cómo regulaciones post-traduccionales de tipo redox pueden afectar mecanismos co-transcripcionales como el splicing alternativo. Mediante un meta-análisis de estudios proteómicos masivos de proteínas S-nitrosiladas y persulfidadas en Arabidopsis thaliana, identificamos que los factores de splicing están significativamente enriquecidos en este tipo de modificaciones post-traduccionales. Dentro de los targets de PROTEIN ARGININE METHYLTRANSFERASE 5 (PRMT5) más caracterizados se encuentran los factores de splicing SM-LIKE PROTEIN 4 (LSM4) y GLYCINE-RICH RNA-BINDING PROTEIN 7 (GRP7), que además de metilarse en sus argininas sufren modificaciones redox en sus cisteínas. El 60% de los targets de la metiltransferasa PRMT5 también presentan modificaciones redox. Encontramos que aumentos en los niveles citosólicos de H2S promueven la metilación de LSM4 dependiente de PRMT5, y que en mutantes L-CYSTEINE DESULFHYDRASE des1, carentes de una enzima citosólica productora de H2S, la metilación de LSM4 se encuentra reducida. Además, identificamos que las cisteínas de LSM4 que sufren modificaciones redox, están conservadas en la evolución, mientras que la única cisteína de GRP7 es específica de plantas. Para corroborar si las moléculas señal NO y H2S impactan sobre el splicing global de genes, analizamos experimentos de RNAseq públicos de plantas de A. thaliana tratadas con agentes S-nitrosilantes y persulfidantes. Encontramos alrededor de 3700 genes afectados en su splicing con respecto al control, donde el 60% de los mismos también se encuentra afectado en las mutantes lsm4 y/o prmt5 respecto a plantas salvajes. En particular, validamos un evento de splicing dependiente de LSM4, el cual presentó una disminución de retención de intrón en plantas tratadas con H2S respecto al control. El análisis de Gene Ontology indicó que los genes modulados en su splicing por H2S están principalmente asociados al procesamiento de ARN y no a respuestas a estrés bíótico, como es el caso de los genes modulados por NO. Estos resultados generan nuevas evidencias acerca de una interconexión entre la metilación y las modificaciones post-traduccionales de tipo redox que impactarían en la regulación del splicing alternativo, agregando complejidad a la regulación de la expresión génica en plantas.
Abstract:
Plants, as sessile organisms, must adjust their growth and development programs to environmental changes through versatile and rapid gene expression regulation. The establishment of temporally and spatially defined gene expression patterns involves multiple regulatory layers at the transcriptional, post-transcriptional, translational, and post-translational levels. In our laboratory, we study the gaseous signaling molecules nitric oxide (NO) and hydrogen sulfide (H2S), which act as signaling molecules in numerous physiological processes throughout plant development. They can mediate redox-type post-translational modifications by oxidizing cysteine residues in proteins through S- nitrosylation (-SNO) and persulfidation (-SSH) events, affecting their stability, localization, or activity. These modifications exhibit complex interactions with other protein modifications; however, their connection with post-transcriptional regulatory mechanisms has not yet been studied in plants. In this undergraduate thesis, we investigate how redox-type post-translational regulations can affect co-transcriptional mechanisms such as alternative splicing. Through a meta-analysis of large-scale proteomic studies on S-nitrosylated and persulfidated proteins in Arabidopsis thaliana, we identified that splicing factors are significantly enriched in these types of post-translational modifications. Among the most characterized targets of PROTEIN ARGININE METHYLTRANSFERASE 5 (PRMT5) are the splicing factors SM-LIKE PROTEIN 4 (LSM4) and GLYCINE-RICH RNA-BINDING PROTEIN 7 (GRP7), which, in addition to being methylated at their arginine residues, undergo redox modifications at their cysteines. Notably, 60% of PRMT5 targets also exhibit redox modifications. We found that increased cytosolic H2S levels promote PRMT5-dependent methylation of LSM4 and that in L-CYSTEINE DESULFHYDRASE (des1) mutants, which lack a cytosolic H2S-producing enzyme, LSM4 methylation is reduced. Additionally, we identified that the cysteines of LSM4 undergoing redox modifications are evolutionarily conserved, whereas the only cysteine in GRP7 is plant specific. To determine whether the signaling molecules NO and H2S impact global gene splicing, we analyzed publicly available RNA-seq experiments from A. thaliana plants treated with S-nitrosylating and persulfidating agents. We found approximately 3,700 genes affected in their splicing compared to the control, with 60% of them also being altered in lsm4 and/or prmt5 mutants compared to wild-type plants. Specifically, we validated an LSM4 dependent splicing event, which exhibited decreased intron retention in H2S-treated plants compared to the control. Gene Ontology analysis indicated that genes whose splicing is modulated by H2S are primarily associated with RNA processing rather than biotic stress responses, as observed in NO-modulated genes. These findings provide new evidence of an interplay between methylation and redox-type post-translational modifications that may influence alternative splicing regulation,adding complexity to gene expression regulation in plants.
Citación:
---------- APA ----------
Torres, Sol Belén. (2025). Modificaciones post-traduccionales de tipo redox como reguladoras del splicing alternativo en plantas. (Tesis de Grado. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales.). Recuperado de https://hdl.handle.net/20.500.12110/seminario_nBIO001858_Torres
---------- CHICAGO ----------
Torres, Sol Belén. "Modificaciones post-traduccionales de tipo redox como reguladoras del splicing alternativo en plantas". Tesis de Grado, Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, 2025.https://hdl.handle.net/20.500.12110/seminario_nBIO001858_Torres
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