Estructura del retrotransposón no LTR R2 que inicia la transcripción inversa dirigida al objetivo

Área de la Ciencia:

• Biología molecular
• La genética
• Biología estructural

Sus antecedentes:

• Las retrotransposones de repetición terminal no larga (no LTR), también conocidas como elementos nucleares intercalados largos (LINE), son elementos genéticos móviles omnipresentes en los genomas eucariotas.
• Estos elementos se transponen a través de la transcripción inversa impulsada por el objetivo (TPRT), un proceso en el que un objetivo de ADN cortado inicia la transcripción inversa del ARN retrotransposón.

Objetivo del estudio:

• Determinar la estructura de alta resolución del retrotransposón Bombyx mori R2 no LTR durante el inicio de la transcripción inversa basada en el objetivo (TPRT).
• Aclarar los mecanismos moleculares por los cuales el retrotransposón R2 reconoce e interactúa con sus sustratos de ADN y ARN objetivo.

Principales métodos:

• Se utilizó la criomicroscopia electrónica (Cryo-EM) para capturar el intermediario estructural del retrotransposón R2 en su ADN ribosomal objetivo.
• Los ensayos bioquímicos y el análisis estructural se utilizaron para comprender el desenrollo del ADN, el reconocimiento de objetivos y los procesos de transcripción inversa con plantilla de ARN.

Principales resultados:

• La estructura cryo-EM revela el ADN objetivo desenrollado en el sitio de inserción, reconocido por un motivo aguas arriba.
• Se identificó una extensión específica del dominio de la transcriptasa inversa (RT), responsable de la unión del ARN retrotransposón y la colocación de su extremo 3' en el sitio activo para la transcripción inversa.
• El estudio demostró la capacidad de reorientar el elemento R2 a secuencias no nativas in vitro utilizando Cas9.

Conclusiones:

• Los conocimientos estructurales proporcionan una comprensión mecanicista detallada de la iniciación de la integración del retrotransposón no LTR.
• Los hallazgos destacan las interacciones moleculares precisas que rigen el reconocimiento del ADN objetivo y la síntesis de ADN con plantilla de ARN.
• La reprogramabilidad del retrotransposón R2 utilizando Cas9 abre vías para el desarrollo de nuevas herramientas de inserción de genes basadas en ARN.