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Tese de Doutorado
DOI
https://doi.org/10.11606/T.95.2021.tde-15092021-103306
Documento
Autor
Nome completo
Alan Péricles Rodrigues Lorenzetti
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
Ribeirão Preto, 2021
Orientador
Banca examinadora
Koide, Tie (Presidente)
Setubal, João Carlos
Spira, Beny
Varani, Alessandro de Mello
Título em português
Investigação sistêmica da regulação de transcritos codificadores de transposases pela chaperona SmAP1 em Halobacterium salinarum
Palavras-chave em português
Archaea
Bioinformática
Biologia molecular
Biologia sistêmica
IS200/IS605
ISH3
Regulação pós-transcricional
Sequenciamento de reads longas
Sequências de inserção
SmAP1
SWATH-MS
Resumo em português
As chaperonas de RNA Sm são proteínas presentes nos três domínios da vida. Embora seu papel tenha sido bem elucidado em Eukarya e em Bacteria, poucos estudos investigaram a sua função em Archaea. Uma das funções dessa proteína em Bacteria é a de atuar na regulação pós-transcricional por meio de seu acoplamento a RNAs mensageiros, a fim de modular a sua tradução. Estudos recentes mostram que RNAs codificadores de transposases da família IS200/IS605 são alvo dessa regulação pós-transcricional em Salmonella enterica. Em vista da presença marcante de RNAs codificadores de transposases em Halobacterium salinarum NRC-1, nosso organismo modelo, resolvemos investigar se há ocorrência do mesmo fenômeno. Para isso, analisamos dados de sequenciamento de nova geração da coimunoprecipitação da proteína SmAP1 com RNAs e determinamos quais transcritos a ela se acoplam. Também investigamos o impacto funcional dessa proteína por meio de abordagens globais de expressão diferencial de RNAs e por meio da quantificação da transposição de seu mutante nulo usando tecnologia de reads longas. Além disso, detectamos os níveis de transposição e de proteínas relacionadas em condições normais de crescimento. Nossos resultados mostram que transcritos codificadores de transposase são mais propensos a acoplar-se com SmAP1 do que genes codificadores de outras proteínas e podem sofrer alterações em sua estabilidade na ausência dessa chaperona. Sua ausência ainda acarreta perturbação dos níveis de transposição, sobretudo da família ISH3. Ademais, detectamos que sequências de inserção da família IS200/IS605 produzem altos níveis de RNAs mensageiros, porém baixissímos níveis de proteína, indicando que SmAP1, junto a RNAs antissenso e outros elementos, pode desempenhar papel na modulação de sua tradução. Os nossos resultados revelaram, pela primeira vez, que a proteína SmAP1 pode ter efeito na regulação pós-transcricional de RNAs codificadores de transposase em Archaea, contribuindo para o pouco conhecimento que se tem sobre essa chaperona no terceiro domínio da vida.
Título em inglês
Systems investigation of SmAP1-mediated regulation of transposase-encoding transcripts in Halobacterium salinarum NRC-1
Palavras-chave em inglês
Archaea
Bioinformatics
Insertion sequences
IS200/IS605
ISH3
Long-read sequencing
Molecular biology
Post-transcriptional regulation
SmAP1
SWATH-MS
Systems biology
Resumo em inglês
The Sm RNA chaperones are ubiquitous proteins in the three domains of life. Although their role has been well characterized in Eukarya and Bacteria, just a few studies investigated their function in Archaea. In Bacteria, this protein acts in post-transcriptional regulation, binding to messenger RNAs and modulating their translation. Recent studies have shown that IS200/IS605 transposase-encoding RNAs are targets of the mechanism mentioned above in Salmonella enterica. Considering the vast number of transposase-encoding RNAs in Halobacterium salinarum NRC-1, our model organism, we decided to check for the existence of a similar phenomenon. For that, we analyzed SmAP1 RNA coimmunoprecipitation sequencing data and determined the functional impact of this protein by evaluating global RNA differential expression and long-read-based transposition quantification of a null mutant. We also detected transposition and protein levels in standard growth conditions. Our results point out that transposase-encoding transcripts are more prone to bind SmAP1 than transcripts encoding other classes of proteins and are subject to altered stability when this chaperone is absent. Its absence also carries out the perturbation of transposition levels, especially of elements comprising the ISH3 family. Moreover, we detected high levels of IS200/IS605 transcripts but low levels of their protein products, suggesting that SmAP1, alongside antisense RNAs and other features, can have a role in their translational modulation. For the first time, we revealed that SmAP1 might be capable of acting in the post-transcriptional regulation of transposase-encoding RNAs in Archaea, contributing to the insufficient knowledge we currently have about this chaperone in the third domain of life.
 
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Data de Publicação
2022-03-15
 
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