Las nucleasas codificadas por transposones usan ARN guía para promover su propagación egoísta

Área de la Ciencia:

• Microbiología
• Biología molecular
• La genética

Sus antecedentes:

• Las secuencias de inserción (IS) son elementos transponibles bacterianos que codifican los genes de movilización.
• Las familias IS200/IS605 utilizan la transposasa TnpA para la transposición "descascar y pegar".
• Las proteínas TnpB e IscB, relacionadas con Cas12 y Cas9, poseen actividad de endonucleasa de ADN guiada por ARN.

Objetivo del estudio:

• Investigar el papel biológico de la actividad de la endonucleasa de ADN guiada por ARN de TnpB e IscB en la transposición de IS.
• Determinar si TnpB e IscB previenen la pérdida de transposones causada por TnpA.
• Explorar los orígenes evolutivos de la escisión del ADN guiada por ARN en relación con los sistemas CRISPR-Cas.

Principales métodos:

• Se estudiaron secuencias de inserción de Geobacillus stearothermophilus que codifican los ortólogos TnpB e IscB.
• Se evaluó la actividad de la transposasa TnpA para la movilización del transposón.
• Analizó la orientación de las articulaciones donantes por las nucleasas TnpB e IscB.
• Comparación de la retención de transposones con la coexpresión de TnpA y TnpB frente a TnpA solo.

Principales resultados:

• Una sola transposasa TnpA mostró una amplia actividad a través de secuencias de inserción relacionadas.
• Las nucleasas TnpB e IscB guiadas por ARN escindían eficientemente las articulaciones del donante de transposones religadas.
• La coexpresión de TnpB y TnpA aumentó significativamente la retención de transposones en comparación con TnpA solo.
• TnpA y TnpB juntos aumentaron las frecuencias de recombinación más allá de TnpB solo.

Conclusiones:

• La escisión de ADN guiada por ARN por TnpB e IscB es crucial para prevenir la pérdida de transposones durante la transposición mediada por TnpA.
• Esta actividad asegura la herencia egoísta y la difusión de elementos transponibles.
• La escisión del ADN guiada por ARN representa una función bioquímica primordial más tarde adaptada para la inmunidad adaptativa CRISPR-Cas.