PRMT5, un nexo entre el reloj circadiano y el splicing alternativo

• Autores: Sánchez, Sabrina Elena
• Año de publicación: 2011
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Yanovsky, Marcelo Javier
• Materia: ARABIDOPSIS THALIANA; RELOJ CIRCADIANO; PRMT5; ARGININ METIL-TRANSFERASA; REGULACION TRANSCRIPCIONAL; EPIGENETICA; SPLICING ALTERNATIVO; DROSOPHILA MELANOGASTER; ARABIDOPSIS THALIANA; CIRCADIAN CLOCK; PRMT5; ARGININE METHYLTRANSFERASE; TRANSCRIPTIONAL REGULATION; EPIGENETIC; ALTERNATIVE SPLICING; DROSOPHILA MELANOGASTER
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

Los cambios producidos diariamente en el ambiente donde se desarrollan los seres vivos proveen señales que modulan su desarrollo y crecimiento. En particular, los relojes circadianos les permiten a los organismos adaptarse y anticiparse a esas fluctuaciones, optimizando su éxito reproductivo. En las plantas, las principales fuentes de sincronización están constituidas por los ciclos de luz-oscuridad y las oscilaciones diarias de la temperatura. El objetivo de este trabajo es identificar nuevos componentes regulatorios del reloj circadiano. Para ello, se realizó una búsqueda a gran escala de mutantes de Arabidopsis thaliana. Como resultado de la misma se aisló una mutante para el gen PRMT5. Este locus codifica para una enzima capaz de transferir grupos metilos al aminoácido arginina de otras proteínas. Aquí, se demostró que PRMT5 participa en la regulación de la transcripción, modula el splicing alternativo, y forma parte del oscilador central, mediando parte del control que éste ejerce sobre el procesamiento del ARNm prematuro en esa especie vegetal. Luego, se comprobó que el homólogo de PRMT5 presente en Drosophila melanogaster participa en el control de la actividad locomotora, una respuesta modulada por el reloj circadiano. Sin embargo, su vínculo con el oscilador central mostró ser más difuso que el observado en plantas. Por otro lado, la actividad de esta proteína en la regulación del splicing alternativo parece ser similar en ambos organismos estudiados, y estaría relacionada con el reconocimiento de las secuencias dadoras del splicing. En conjunto, este trabajo constituye una herramienta potencial para el mejoramiento de especies cultivables, ya que incrementar el conocimiento sobre el funcionamiento del reloj circadiano y los mecanismos celulares con los que éste interactúa nos permitirá manipular el tiempo que tardan las plantas en florecer y aumentar su rendimiento. Por otro lado, muchas enfermedades humanas se han asociado a defectos en el splicing, y se ha vinculado a PRMT5 con procesos cancerígenos, por lo cual, mejorar nuestro entendimiento sobre el rol de esta proteína a nivel celular en modelos de estudio simples como lo son Arabidopsis thaliana y Drosophila melanogaster, podría facilitar la labor que se realiza en organismos más complejos.
Circadian clocks allow organisms to adjust multiple physiological and developmental processes in anticipation of daily and seasonal changes in the environment. In plants, the most important signals synchronizing the clock are the day- night cycles and associated temperature changes. To identify new regulatory components of the circadian clock, a high throughput screening of mutants in Arabidopsis thaliana was performed. As a result, we isolated a mutant allele for PRMT5 gene, which codifies for an enzime that transfers methyl groups to arginine residues present in other proteins. Here, we show that PRMT5 is part of a feedback loop strongly associated with the central oscillator, which couples the clock to the control of transcription and alternative splicing. Afterwards, we assayed a mutant affected in the Drosophila melanogaster PRMT5 homolog, and we found that circadian rhythms in locomotor activity are disrupted in this mutant, although the clock connection is more elusive than in plants. We also found evidence indicating that PRMT5 has a role in the regulation of alternative splicing in flies, which seems to be quite similar to that observed in Arabidopsis thaliana, being related to the donor splice sequence recognition. Together, these data could be a useful tool in crop improvement, since a better understanding of the circadian clock and cellular and molecular mechanisms under its control, could allow us to develop novel varieties that flower at the most appropriate time of the year, maximizing crop yield. On the other hand, splicing defects have been linked to human diseases, and PRMT5 has been associated with cancer development. Therefore, understanding the cellular and molecular roles of this protein in simple organisms, could facilitate similar work in more complex ones.
Fil: Sánchez, Sabrina Elena. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.