R-loops at microRNA encoding loci promote co-transcriptional processing of pri-miRNAs in plants

Autores
Gonzalo, Lucía; Tossolini, Ileana del Rosario; Gulanicz, Tomasz; Cambiagno, Damián Alejandro; Kasprowicz Maluski, Anna; Smolinski, Dariusz Jan; Mammarella, María Florencia; Ariel, Federico Damian; Marquardt, Sebastian; Szweykowska Kulinska, Zofia; Jarmolowski, Artur; Manavella, Pablo Andrés
Año de publicación
2022
Idioma
inglés
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
In most organisms, the maturation of nascent RNAs is coupled to transcription. Unlike in animals, the RNA polymerase II (RNAPII) transcribes microRNA genes (MIRNAs) as long and structurally variable pri-miRNAs in plants. Current evidence suggests that the miRNA biogenesis complex assembly initiates early during the transcription of pri-miRNAs in plants. However, it is unknown whether miRNA processing occurs co-transcriptionally. Here, we used native elongating transcript sequencing data and imaging techniques to demonstrate that plant miRNA biogenesis occurs coupled to transcription. We found that the entire biogenesis occurs co-transcriptionally for pri-miRNAs processed from the loop of the hairpin but requires a second nucleoplasmic step for those processed from the base. Furthermore, we found that co- and post-transcriptional miRNA processing mechanisms co-exist for most miRNAs in a dynamic balance. Notably, we discovered that R-loops, formed near the transcription start site region of MIRNAs, promote co-transcriptional pri-miRNA processing. Furthermore, our results suggest the neofunctionalization of co-transcriptionally processed miRNAs, boosting countless regulatory scenarios.
Fil: Gonzalo, Lucía. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral; Argentina
Fil: Tossolini, Ileana del Rosario. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral; Argentina
Fil: Gulanicz, Tomasz. Adam Mickiewicz University; Polonia
Fil: Cambiagno, Damián Alejandro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral; Argentina. Instituto Nacional de Tecnologia Agropecuaria. Centro de Investigaciones Agropecuarias. Unidad de Estudios Agropecuarios. - Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Centro Cientifico Tecnologico Conicet - Cordoba. Unidad de Estudios Agropecuarios.; Argentina
Fil: Kasprowicz Maluski, Anna. Adam Mickiewicz University; Polonia
Fil: Smolinski, Dariusz Jan. Nicolaus Copernicus University; Polonia
Fil: Mammarella, María Florencia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral; Argentina
Fil: Ariel, Federico Damian. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral; Argentina
Fil: Marquardt, Sebastian. University Of Copenhagen; Dinamarca
Fil: Szweykowska Kulinska, Zofia. Adam Mickiewicz University; Polonia
Fil: Jarmolowski, Artur. Adam Mickiewicz University; Polonia
Fil: Manavella, Pablo Andrés. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral; Argentina
Materia
R-loops
microRNA
co-transcriptional processing
Arabidopsis
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/
Repositorio
CONICET Digital (CONICET)
Institución
Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
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Here, we used native elongating transcript sequencing data and imaging techniques to demonstrate that plant miRNA biogenesis occurs coupled to transcription. We found that the entire biogenesis occurs co-transcriptionally for pri-miRNAs processed from the loop of the hairpin but requires a second nucleoplasmic step for those processed from the base. Furthermore, we found that co- and post-transcriptional miRNA processing mechanisms co-exist for most miRNAs in a dynamic balance. Notably, we discovered that R-loops, formed near the transcription start site region of MIRNAs, promote co-transcriptional pri-miRNA processing. Furthermore, our results suggest the neofunctionalization of co-transcriptionally processed miRNAs, boosting countless regulatory scenarios.Fil: Gonzalo, Lucía. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral; ArgentinaFil: Tossolini, Ileana del Rosario. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral; ArgentinaFil: Gulanicz, Tomasz. Adam Mickiewicz University; PoloniaFil: Cambiagno, Damián Alejandro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral; Argentina. Instituto Nacional de Tecnologia Agropecuaria. Centro de Investigaciones Agropecuarias. Unidad de Estudios Agropecuarios. - Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Centro Cientifico Tecnologico Conicet - Cordoba. Unidad de Estudios Agropecuarios.; ArgentinaFil: Kasprowicz Maluski, Anna. Adam Mickiewicz University; PoloniaFil: Smolinski, Dariusz Jan. Nicolaus Copernicus University; PoloniaFil: Mammarella, María Florencia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral; ArgentinaFil: Ariel, Federico Damian. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral; ArgentinaFil: Marquardt, Sebastian. University Of Copenhagen; DinamarcaFil: Szweykowska Kulinska, Zofia. Adam Mickiewicz University; PoloniaFil: Jarmolowski, Artur. Adam Mickiewicz University; PoloniaFil: Manavella, Pablo Andrés. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. 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Fil: Gonzalo, Lucía. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral; Argentina
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