Regulación del splicing alternativo en plantas : efectos de la luz por señales retrógradas y de la metil-transferasa de proteínas PRMT5

• Autores: Petrillo, Ezequiel
• Año de publicación: 2011
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Kornblihtt, Alberto Rodolfo
• Materia: TRANSICIONES LUZ/OSCURIDAD; SPLICEOSOMA; CLOROPLASTO; FOTOSINTESIS; PLASTOQUINONA; ARABIDOPSIS THALIANA; RELOJ CIRCADIANO; PRMT5; METILACION DE PROTEINAS; SPLICING ALTERNATIVO; DROSOPHILA MELANOGASTER; LIGHT/DARK TRANSITION; SPLICEOSOME; CHLOROPLAST; PHOTOSYNTHESIS; PLASTOQUINONE; ARABIDOPSIS THALIANA; CIRCADIAN CLOCK; PRMT5; PROTEIN METHYLATION; ALTERNATIVE SPLICING; DROSOPHILA MELANOGASTER
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

Como organismos sésiles, las plantas superiores se caracterizan por un alto grado de plasticidad en el desarrollo en respuesta a las señales ambientales, optimizando así sus funciones de una manera que maximiza sus posibilidades de supervivencia y reproducción. Son capaces de detectar la calidad, cantidad y dirección de la luz, y utilizarla como una señal externa para optimizar su crecimiento. Por otra parte, el splicing alternativo es un mecanismo esencial para aumentar la plasticidad del transcriptoma que juega importantes roles en varios aspectos del desarrollo de los metazoos. Sin embargo, poco se conoce del proceso en plantas y de las consecuencias del mismo. Aquí demostramos que el splicing alternativo de varios genes de Arabidopsis thaliana está regulado por transiciones de luz/oscuridad. Para el caso particular de RSp31 (un gen que codifica para una proteína reguladora de splicing o SR) es la intensidad de la luz incidente la que tiene un efecto directo sobre su transcripción y procesamiento. El cloroplasto percibe la luz y genera una señal (retrógrada) capaz de viajar por la planta que provoca los cambios observados en la abundancia relativa de isoformas de RSp31. Las plastoquinonas, componentes de la cadena de transporte electrónico fotosintético, serían un lugar de integración de diferentes señales y una pieza clave en la respuesta de RSp31 a la luz. Por otra parte, demostramos que la metil‐transferasa de proteínas PRMT5 es un importante regulador del proceso de splicing alternativo en Arabidopsis thaliana y está involucrada en la generación de respuestas circadianas en esta planta. Reunimos evidencia que apunta a un efecto sobre el reconocimiento de los sitios dadores (5’ss) de splicing en el mecanismo por el cual PRMT5 ejerce su modulación sobre el proceso de splicing alternativo. Tal mecanismo estaría conservado en Drosophila melanogaster. En este organismo, al igual que en Arabidopsis, PRMT5 regula la expresión y los patrones de splicing alternativo de numerosos genes. Sin embargo, si bien controla la actividad locomotora (una respuesta mediada por el reloj), su vínculo con el oscilador central es más difuso.
As sessile organisms, higher plants are characterized by a high degree of developmental plasticity in response to environmental signals, thereby optimizing their developmental patterns in a manner that maximizes their chances of survival and reproduction. Plants are able to detect the quality, quantity and direction of light and to use it as an external cue to optimize their growth. On the other hand, alternative splicing is an essential mechanism to increase transcriptome’s plasticity that plays important roles in various aspects of metazoan development. However, little is known of this process and its consequences in plants. Here we show that alternative splicing of several genes of Arabidopsis thaliana is regulated by light/dark transitions. For the particular case of RSp31 (a gene encoding a splicing regulator or SR protein) it is the intensity of light what leads to the effect on transcription and processing. The chloroplast senses light and creates a retrograde signal that travels through the plant that causes the observed changes in the relative abundance of RSp31’s isoforms. The plastoquinone pool, from the photosynthetic electron transport chain, would be a place for integration of different signals and a key factor responsible for RSp31 responses to light. We also identified the protein‐arginine methyltransferase PRMT5 as an important splicing regulator in Arabidopsis thaliana which is involved in circadian responses. We raised evidence pointing at an effect on the recognition of the splicing donor sites (5'ss) underlying the mechanism by which PRMT5 regulates the alternative splicing process. Such a mechanism would be conserved in Drosophila melanogaster. However, while controlling locomotor activity in this organism (a response mediated by the clock), the link to the central oscillator appears more diffuse.
Fil: Petrillo, Ezequiel. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.