Las horquillas de ARN penetrantes aguas abajo dictan dinámicamente la selección de códonos de inicio

Área de la Ciencia:

• Biología molecular
• La genética
• La bioquímica

Sus antecedentes:

• La reprogramación traslacional permite la adaptación a los cambios ambientales.
• Los codones de inicio aguas arriba (uAUG) en los ARN mensajeros (ARNm) regulan la traducción ofreciendo sitios de inicio alternativos.
• Los mecanismos que rigen el inicio de la traducción selectiva en diferentes condiciones no se comprenden completamente.

Objetivo del estudio:

• Investigar la regulación de la iniciación selectiva de la traducción durante la inmunidad desencadenada por patrones en Arabidopsis.
• Identificar el papel de los marcos de lectura abiertos (uORF) y las estructuras de ARN asociadas en el control traslacional.
• Explorar la conservación y la regulación dinámica de este mecanismo en las células humanas.

Principales métodos:

• Análisis traslacional y estructural integrados de todo el transcriptoma en Arabidopsis.
• Modelado de aprendizaje profundo para identificar y predecir estructuras de ARN aguas abajo de uAUGs (uAUG-ds).
• Análisis comparativo de la función de la RNA helicasa en las plantas y las células humanas.

Principales resultados:

• Las transcripciones con traducción inducida por el sistema inmunológico están enriquecidas con uORF.
• Las estructuras de horquilla (uAUG-ds) aguas abajo de uAUGs median la traducción selectiva de uAUG en condiciones no infectadas.
• Las helicasas de ARN inducidas resuelven las estructuras uAUG-ds al ser desafiadas por el sistema inmunológico, permitiendo la traducción de proteínas de defensa.
• La regulación mediada por uAUG-ds se conserva en las células humanas.

Conclusiones:

• Las estructuras de ARNm regulan dinámicamente la selección del codón de inicio de la traducción.
• uAUG-ds actúan como un mecanismo general para la reprogramación traslacional a través de los reinos.
• La remodelación dinámica de las estructuras de ARNm por las helicasas de ARN es crucial para la traducción adaptativa.