Las huellas estructurales in vivo decodifican los mecanismos reguladores del ARN

Área de la Ciencia:

• Biología Molecular Biología Molecular
• La genómica es la genómica.
• La bioquímica es la bioquímica.

Sus antecedentes:

• Visualizar el comportamiento molecular dentro de las células vivas es un desafío biológico significativo.
• La estructura del ARN es crítica para la regulación de la expresión génica, pero los métodos actuales in vivo ofrecen perfiles incompletos.
• La comprensión de las estructuras fisiológicas del ARN es limitada, ya que las técnicas existentes cubren solo dos de las cuatro bases de ARN.

Objetivo del estudio:

• Presentar un nuevo enfoque bioquímico para el perfil de la estructura secundaria de ARN global en células vivas.
• Permitir la primera visión completa de las cuatro estructuras de las bases de ARN dentro de un entorno celular.
• Investigar las diferencias entre la dinámica estructural del ARN in vivo e in vitro.

Principales métodos:

• Desarrollo y aplicación del experimento de acilación selectiva de 2 -hidroxilo y elaboración de perfiles (icSHAPE).
• El perfil de la estructura de ARN de todo el transcriptoma global en células madre embrionarias de ratón.
• Comparación de las estructuras de ARN obtenidas in vivo versus in vitro.

Principales resultados:

• icSHAPE proporciona la primera visión global de las estructuras secundarias de ARN para las cuatro bases en las células vivas.
• La dinámica estructural del ARN in vivo difiere de las condiciones in vitro, distinguiendo las clases de ARN y los elementos reguladores.
• Las firmas estructurales en los sitios de pausa traslacional y ribosómica se conservan, lo que indica programación de secuencias.
• Las huellas estructurales dinámicas revelan interfaces de interacción ARN-proteína y sitios de modificación de ARN, consistentes con los datos atómicos.
• Se permite una predicción precisa en todo el genoma de las interacciones entre ARN y proteínas y la modificación de N(6)-metiladenosina (m(6) A.

Conclusiones:

• La tecnología icSHAPE abre nuevas vías para la genómica estructural del ARN en las células vivas.
• Las estructuras fisiológicas de ARN juegan un papel clave en el control de la expresión génica.
• El estudio revela dinámicas estructurales precisas del ARN que median las interacciones con las proteínas y las modificaciones.