Registro:
| Documento: | Tesis Doctoral |
| Título: | Estudio de la regulación de la poliadenilación alternativa en respuesta a la luz en la planta Arabidopsis thaliana |
| Título alternativo: | Study of alternative polyadenylation regulation in response to light in the model plant Arabidopsis thaliana |
| Autor: | Kubaczka Zoppi, María Guillermina Jazmín |
| Editor: | Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales |
| Lugar de trabajo: | Universidad de Buenos Aires - CONICET. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias (IFIBYNE)
|
| Fecha de defensa: | 2024-05-21 |
| Fecha en portada: | martes 21 de mayo de 2024 |
| Grado Obtenido: | Doctorado |
| Título Obtenido: | Doctor de la Universidad de Buenos Aires en el área de Ciencias Biológicas |
| Departamento Docente: | Departamento de Fisiología, Biología Molecular y Celular |
| Director: | Kornblihtt, Alberto Rodolfo |
| Director Asistente: | Petrillo, Ezequiel |
| Consejero: | Amodeo, Gabriela |
| Jurado: | Zanetti, María Eugenia; Cerdán, Pablo Diego; Casati, Paula |
| Idioma: | Español |
| Formato: | PDF |
| Handle: |
https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n7547_KubaczkaZoppi |
| PDF: | https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/download/tesis/tesis_n7547_KubaczkaZoppi.pdf |
| Registro: | https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/collection/tesis/document/tesis_n7547_KubaczkaZoppi |
| Ubicación: | BIO 007547 |
| 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. Kubaczka Zoppi, María Guillermina Jazmín. (2024). Estudio de la regulación de la poliadenilación alternativa en respuesta a la luz en la planta Arabidopsis thaliana. (Tesis Doctoral. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales). Recuperado de https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n7547_KubaczkaZoppi |
Resumen:
La transcripción de genes codificantes para proteínas genera mRNAs inmaduros que son sujetos a una serie de pasos de procesamiento, que incluyen el capping, splicing, corte y poliadenilación (CPA), y modificaciones químicas de las bases. La poliadenilación alternativa (APA) contribuye fuertemente a la diversidad de los transcriptos en la célula. Determinando el largo de la región 3’ no traducible, la APA genera transcriptos con diferentes elementos regulatorios, como sitios de unión a miRNAs o RBP que pueden influenciar la estabilidad, recambio o traducción de los mismos. En la planta modelo Arabidopsis thaliana, la APA está involucrada en el control de varios procesos. En vista de la importancia fisiológica de la APA en plantas, decidimos investigar los efectos de las condiciones de luz/oscuridad y comparar los mecanismos subyacentes con los encontrados para la regulación del splicing alternativo (AS). Encontramos que la luz controla la APA de aproximadamente 30% del transcriptoma de Arabidopsis. Semejante a lo hallado para el AS, el efecto de la luz en la APA necesita cloroplastos funcionales y no se ve afectada en mutantes de los fotoreceptores fitocromos o criptocromos, y se observa en raíces únicamente cuando la comunicación con los tejidos fotosintéticos no se ve interrumpida. Asimismo, la actividad mitocondrial es necesaria para observar el efecto en raíces pero no en hojas. Sin embargo, contrariamente a lo hallado para el AS, el acoplamiento con la transcripción por RNA Polimerasa II (RNAPII) no parecería estar involucrado en esta regulación, ya que no hay una modulación del efecto de luz/oscuridad en APA en mutantes del factor general de elongación TFIIS ni con el tratamiento con el inhibidor de histonas deacetilasas TSA que genera una cromatina más laxa. En cambio, la regulación parecería estar relacionada con la abundancia de factores generales de CPA, también mediado por el cloroplasto. Asimismo, en búsqueda de un mecanismo general subyacente por el cual la luz controla la APA, decidimos estudiar mutantes deficientes de CPL1 (cpl1-6) y CPL2 (cpl2-2), dos fosfatasas del CTD de RNAPII, que remueven específicamente Ser5 fosforilada. Hallamos que CPL1 y 2 son importantes para los cambios en AS. No obstante, las mismas mutantes se comportan de manera comparable a las plantas salvajes con respecto a la APA en respuesta a la luz, sugiriendo que ambos pasos de maduración de los mRNAs poseen una sensibilidad diferente a la falta de estas fosfatasas. Experimentos de western blot revelaron que la señal de RNAPII en plántulas expuestas a la luz es mayor que la observada para plántulas que se mantuvieron en oscuridad. Más aún, para cpl2-2 pero no cpl1-6, la abundancia de RNPII total no está regulada por la luz, mostrando una señal comparable en luz y en oscuridad. También hallamos que este efecto de luz/oscuridad en el western blot de RNAPII puede ser modulable por drogas. Tomados en conjunto, estos datos sugieren un rol de la fosforilación en Ser5 en la regulación del AS pero no de la APA. Más importantemente, estos resultados demuestran una regulación previamente desconocida de la abundancia de RNAPII en respuesta a la luz y un papel de una fosfatasa del CTD en su estabilidad. Esto nos lleva a nuevas preguntas acerca de la estabilidad de RNAPII y cómo maquinaria basal de transcripción puede ser sensible a estímulos ambientales y cómo esto controla pasos clave de maduración de los mRNAs.
Abstract:
Transcription of eukaryotic protein-coding genes generates immature mRNAs that are subjected to a series of processing events, including capping, splicing, cleavage and polyadenylation (CPA) and chemical modifications of bases. Alternative polyadenylation (APA) greatly contributes to mRNA diversity in the cell. By determining the length of the 3’ untranslated region, APA generates transcripts with different regulatory elements, such as miRNA and RBP binding sites, which can influence mRNA stability, turnover and translation. In the model plant Arabidopsis thaliana, APA is involved in the control of various processes. In view of the physiological importance of APA in plants, we decided to investigate the effects of light/dark conditions and compare the underlying mechanisms to those elucidated for alternative splicing (AS). We found that light controls APA in approximately 30% of Arabidopsis genes. Similar to AS, the effect of light on APA requires functional chloroplasts, is not affected in mutants of the phytochrome and cryptochrome photoreceptor pathways and is observed in roots only when the communication with the photosynthetic tissues is not interrupted. Furthermore, mitochondrial activity is necessary for the effect of light in roots but not in shoots. However, unlike AS, coupling with transcriptional elongation does not seem to be involved since light-dependent APA regulation is neither abolished in mutants of the TFIIS transcript elongation factor nor universally affected by chromatin relaxation caused by the histone deacetylase inhibition. Instead, regulation seems to be linked to light-elicited changes in the abundance of constituive CPA factors, also mediated by the chloroplast. In the quest of the underlying general mechanism by which light controls APA, we decided to study mutants defective of CPL1 (cpl1-6) and CPL2 (cpl2-2), two CTD-phosphatases specific of Ser5 phosphorylation. CPL1 and CPL2 are important for the changes in AS in response to light. However, the same mutants show similar to wild type seedlings with respect to the light/dark effect on APA, suggesting that these two mRNA maturation steps show a different sensitivity to the lack of CPL1 and CPL2. Western blots revealed that the RNAPII signal from wild type seedlings exposed to light is stronger than that of seedlings kept in dark conditions. Moreover, for cpl2-2, but not for cpl1-6, total RNAPII abundance is not regulated by light, showing a strong signal in both light and dark conditions. Furthermore, we found that drugs can modulate this light/dark effect on RNAPII western blots. Taken together, these data suggest a role for Ser5 phosphorylation in AS regulation, but not APA regulation, in response to light. More importantly, these results demonstrate a previously undescribed regulation of RNAPII abundance in response to light and a role of a CTD phosphatase in its stability. This raises new questions regarding RNAPII pool stability and degradation that help us understand how basal transcription machinery is sensitive to environmental cues and how this controls key steps in mRNA processing.
Citación:
---------- APA ----------
Kubaczka Zoppi, María Guillermina Jazmín. (2024). Estudio de la regulación de la poliadenilación alternativa en respuesta a la luz en la planta Arabidopsis thaliana. (Tesis Doctoral. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales.). Recuperado de https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n7547_KubaczkaZoppi
---------- CHICAGO ----------
Kubaczka Zoppi, María Guillermina Jazmín. "Estudio de la regulación de la poliadenilación alternativa en respuesta a la luz en la planta Arabidopsis thaliana". Tesis Doctoral, Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, 2024.https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n7547_KubaczkaZoppi
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