Principles of miRNA/miRNA* function in plant MIRNA processing

Autores
Rosatti, Santiago; Rojas, Arantxa Maria Larisa; Moro, Belén; Suarez, Irina Paula; Bologna, Nicolas Gerardo; Chorostecki, Uciel Pablo; Palatnik, Javier Fernando
Año de publicación
2024
Idioma
inglés
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
MicroRNAs (miRNAs) are essential regulators of gene expression, defined by their unique biogenesis, which requires the precise excision of the small RNA from an imperfect fold-back precursor. Unlike their animal counterparts, plant miRNA precursors exhibit variations in sizes and shapes. Plant MIRNAs can undergo processing in a base-to-loop or loop-to-base direction, with DICER-LIKE1 (DCL1) releasing the miRNA after two cuts (two-step MIRNAs) or more (sequential MIRNAs). In this study, we demonstrate the critical role of the miRNA/miRNA* duplex region in the processing of miRNA precursors. We observed that endogenous MIRNAs frequently experience suboptimal processing in vivo due to mismatches in the miRNA/miRNA* duplex, a key region that fine-tunes miRNA levels. Enhancing the interaction energy of the miRNA/miRNA* duplex in two-step MIRNAs results in a substantial increase in miRNA levels. Conversely, sequential MIRNAs display distinct and specific requirements for the miRNA/miRNA* duplexes along their foldback structure. Our work establishes a connection between the miRNA/miRNA* structure and precursor processing mechanisms. Furthermore, we reveal a link between the biological function of miRNAs and the processing mechanism of their precursors with the evolution of plant miRNA/miRNA* duplex structures.
Fil: Rosatti, Santiago. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario; Argentina
Fil: Rojas, Arantxa Maria Larisa. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario; Argentina
Fil: Moro, Belén. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario; Argentina
Fil: Suarez, Irina Paula. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario; Argentina
Fil: Bologna, Nicolas Gerardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario; Argentina
Fil: Chorostecki, Uciel Pablo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario; Argentina
Fil: Palatnik, Javier Fernando. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario; Argentina
Materia
microRNA
Precursor
processing
microRNA/microRNA*
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
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Repositorio
CONICET Digital (CONICET)
Institución
Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
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We observed that endogenous MIRNAs frequently experience suboptimal processing in vivo due to mismatches in the miRNA/miRNA* duplex, a key region that fine-tunes miRNA levels. Enhancing the interaction energy of the miRNA/miRNA* duplex in two-step MIRNAs results in a substantial increase in miRNA levels. Conversely, sequential MIRNAs display distinct and specific requirements for the miRNA/miRNA* duplexes along their foldback structure. Our work establishes a connection between the miRNA/miRNA* structure and precursor processing mechanisms. Furthermore, we reveal a link between the biological function of miRNAs and the processing mechanism of their precursors with the evolution of plant miRNA/miRNA* duplex structures.Fil: Rosatti, Santiago. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario; ArgentinaFil: Rojas, Arantxa Maria Larisa. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario; ArgentinaFil: Moro, Belén. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario; ArgentinaFil: Suarez, Irina Paula. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario; ArgentinaFil: Bologna, Nicolas Gerardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario; ArgentinaFil: Chorostecki, Uciel Pablo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario; ArgentinaFil: Palatnik, Javier Fernando. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario. 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