АНАЛИЗ РЕДАКТИРОВАНИЯ РНК В КОНСЕРВАТИВНЫХ УЧАСТКАХ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ ГЕНА RPS12 ТРИПАНОСОМАТИД

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Ген RPS12 митохондриального генома кодирует важный белковый фактор малой субъединицы рибосомы. Транскрипт данного гена у ряда организмов подвергается РНК редактированию, например, он активно редактируется у всех трипаносоматид. В данной работе мы сравнили последовательности отредактированных мРНК и третичные структуры транслируемых с них белков ряда представителей семейства Trypanosomatidae и показали, что третичная структура RPS12 остается консервативной у всех видов, тогда как на уровне первичной структуры белка выделяется лишь два коротких консервативных участка. С помощью компьютерного моделирования продемонстрировано, что обнаруженные участки кодируют аминокислоты, обращенные в сторону декодирующего центра рибосомы. Характер их редактирования свидетельствует о том, что их эволюционная консервативность не связана с наличием системы редактирования, более того, прослеживается эволюционная тенденция к утрате статуса редактирования у ряда сайтов в пределах консервативных участков гена RPS12.

Об авторах

Е. С Герасимов

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова

Email: jalgard@gmail.com
Биологический факультет Москва, Россия

Ю. А Руденская

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова

Биологический факультет Москва, Россия

Е. А Брюшкова

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова

Биологический факультет Москва, Россия

О. А Коржавина

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова

Биологический факультет Москва, Россия

А. А Колесников

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова

Биологический факультет Москва, Россия

Список литературы

  1. Lukeš J., Kaur B., and Speijer D. RNA editing in mitochondria and plastids: weird and widespread. Trends Genet. , 37, 99-102 (2021). doi: 10.1016/j.tig.2020.10.004
  2. Read L. K., Lukeš J., and Hashimi H. Trypanosome RNA editing: the complexity of getting U in and taking U out. Wiley Interdisciplinary Rev.: RNA, 7, 33-51 (2016). doi: 10.1002/wrna.1313
  3. Shlomai J. The structure and replication of kinetoplast DNA. Curr. Mol. Med., 4, 623-647 (2004). doi: 10.2174/1566524043360096
  4. Aphasizheva I., Alfonzo J., Carnes J., Cestari I., Cruz-Reyes J., Göringer H. U., Hajduk S., Lukeš J., Madison-Antenucci S., Maslov D. A., McDermott S. M., Ochsenreiter T., Read L. K., Salavati R., Schnaufer A., Schneider A., Simpson L., Stuart K., Yurchenko V., Zhou Z. H., and Aphasizhev R. Lexis and grammar of mitochondrial RNA processing in trypanosomes. Trends Parasitol., 36, 337-355 (2020). doi: 10.1016/j.pt.2020.01.006
  5. Zimmer S. L., Simpson R. M., and Read L. K. High throughput sequencing revolution reveals conserved fundamentals of U-indel editing. Wiley Interdisciplinary Rev.: RNA, 9, e1487 (2018). doi: 10.1002/wrna.1487
  6. Gerasimov E. S., Afonin D. A., Korzhavina O. A., Lukeš J., Low R., Hall N., Tyler K., Yurchenko V., and Zimmer S. L. Mitochondrial RNA. editing in Trypanoplasma borreli: New tools, new revelations. Comput. Struct. Biotechnol. J., 20, 6388-6402 (2022). doi: 10.1016/j.csbj.2022.11.023
  7. Gerasimov E. S., Gasparyan A. A., Kaurov I., Tichý B., Logacheva M. D., Kolesnikov A. A., Lukeš J., Yurchenko V, Zimmer S. L., and Flegontov P. Trypanosomatid mitochondrial RNA. editing: dramatically complex transcript repertoires revealed with a dedicated mapping tool. Nucl. Acids Res., 46, 765-781 (2018). doi: 10.1093/nar/gkx1202
  8. Ochsenreiter T., Anderson S., Wood Z. A., and Hajduk S. L. Alternative RNA. editing produces a novel protein involved in mitochondrial DNA. maintenance in trypanosomes. Mol. Cell. Biol., 28, 5595-5604 (2008). doi: 10.1128/MCB.00637-08
  9. Kirby L. E. and Koslowsky D. Mitochondrial dual-coding genes in Trypanosoma brucei. PLoSNeglected Tropic. Dis., 11, e0005989 (2017). doi: 10.1371/journal.pntd.0005989
  10. Gerasimov E. S., Gasparyan A. A., Afonin D. A., Zimmer S. L., Kraeva N., Lukeš J., Yurchenko V., and Kolesnikov A. A. Complete minicircle genome of Leptomonas pyrrhocoris reveals sources of its non-canonical mitochondrial RNA. editing events. Nucl. Acids Res., 49, 3354-3370 (2021). doi: 10.1093/nar/gkab114
  11. Simpson L., Douglass S. M., Lake J. A., Pellegrini M., and Li F. Comparison of the mitochondrial genomes and steady state transcriptomes of two strains of the trypanosomatid parasite, Leishmania tarentolae. PLoS Neglected Tropic. Dis., 9, e0003841 (2015). doi: 10.1371/jour-nal.pntd.0003841
  12. Afonin D. A., Gerasimov E. S., Sveráková I. Š., Záhonová K., Gahura O., Albanaz A. T. S., Myšková E., Bykova A., Paris Z., Lukeš J., Opperdoes F. R., HorváthA., Zimmer S. L., and Yurchenko V. Blastocrithidia nonstop mitochondrial genome and its expression are remarkably insulated from nuclear codon reassignment. Nucl. Acids Res., 52 (7), 3870-3885 (2024). doi: 10.1093/nar/gkae168
  13. Gerasimov E. S., Ramirez-Barrios R., Yurchenko V., and Zimmer S. L. Trypanosoma cruzi strain and starvation-driven mitochondrial RNA editing and transcriptome variability. RNA, 28, 993-1012 (2022). doi: 10.1261/rna.079088.121
  14. Camacho C., Coulouris G., Avagyan V., Ma N., Papadopoulos J., Bealer K., and Madden T. L. BLAST+: architecture and applications. BMC Bioinformatics, 10, 421 (2009). doi: 10.1186/1471-2105-10-421
  15. Waterhouse A., Bertoni M., Bienert S., Studer G., Tauriello G., Gumienny R., Heer F. T., de Beer T. A. P., Rempfer C., Bordoli L., Lepore R., and Schwede T. SWISS-MODEL: homology modelling of protein structures and complexes. Nucl. Acids Res., 46, W296-W303 (2018). doi: 10.1093/nar/gky427
  16. Lenarčič T., Niemann M., Ramrath D. J. F., Caldera ro S., Flügel T., Saurer M., Leibundgut M., Boehringer D., Prange C., Horn E. K., Schneider A., and Ban N. Mitoribosomal small subunit maturation involves formation of initiation-like complexes. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 119, e2114710118 (2022). doi: 10.1073/pnas.2114710118
  17. Ramrath D. J. F., Niemann M., Leibundgut M., Bieri P., Prange C., Horn E. K., Leitner A., Boehringer D., Schneider A., and Ban N. Evolutionary shift toward protein-based architecture in trypanosomal mitochondrial ribosomes. Science, 362, eaau7735 (2018). doi: 10.1126/science.aau7735
  18. Small I. D., Schallenberg-Rüdinger M., Takenaka M., Mireau H., and Ostersetzer-Biran O. Plant organellar RNA editing: what 30 years of research has revealed. Plant J. Cell Mol. Biol., 101, 1040-1056 (2020). doi: 10.1111/tpj.14578
  19. Lu B., Wilson R. K., Phreaner C. G., Mulligan R. M., and Hanson M. R. Protein polymorphism generated by differential RNA editing of a plant mitochondrial rps12 gene. Mol. Cell. Biol., 16, 1543-1549 (1996). doi: 10.1128/MCB.16.4.1543
  20. Koslowsky D. J., Bhat G. J., Read L. K., and Stuart K. Cycles of progressive realignment of gRNA with mRNA in RNA editing. Cell, 67, 537-546 (1991). DOI: 0.1016/0092-8674(91)90528-7
  21. Maslov D. A. and Simpson L. The polarity of editing within a multiple gRNA-mediated domain is due to formation of anchors for upstream gRNAs by downstream editing. Cell, 70, 459-467 (1992). doi: 10.1016/0092-8674(92)90170-h
  22. Aravin A. A., Yurchenko V., Merzlyak E. M., and Kolesnikov A. A. The mitochondrial ND8 gene from Crithidia oncopelti is not pan-edited. FEBS Lett., 431, 457-460 (1998). doi: 10.1016/s0014-5793(98)00813-8
  23. Gerasimov E. S., Kostygov A. Y., Yan S., and Kolesnikov A. A. From cryptogene to gene? ND8 editing domain reduction in insect trypanosomatids, Eur. J. Protistology, 48, 185-193 (2012). doi: 10.1016/j.ejop.2011.09.002

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2024