Cómo citar
Descargas
Métricas Alternativas
Dimensions
Resumen
Los tripanosomátidos son parásitos causantes de patologías de reconocido impacto en salud pública como la enfermedad de Chagas, la enfermedad del sueño y la leishmaniasis. Estos microorganismos divergieron tempranamente de la línea evolutiva de los eucariotas y se caracterizan por poseer mecanismos peculiares de regulación génica finamente orquestados, tan eficaces que han asegurado su transmisión al permitirles adaptarse a ambientes inhóspitos y dispares como los de sus huéspedes invertebrados y mamíferos. Como consecuencia de su peculiar organización genómica, los tripanosomátidos han apostado por regular la expresión de sus genes a través de mecanismos posteriores a la transcripción, mediados principalmente por la acción de proteínas de unión a ARN (RNA-binding proteins, RBP), que reconocen su mensajero blanco gracias a la presencia de elementos reguladores en cis y se asocian con el ARN formando complejos ribonucleoprotéicos. De esta manera, las células establecen redes reguladoras en las que una misma RBP puede actuar sobre centenares de ARN mensajeros y el destino de cada uno de estos es dictado por la combinación de RBP con las que interactúa. Si bien mediante herramientas de bioinformática se han predicho cerca de un centenar de proteínas con capacidad de unión al ARN en tripanosomátidos, son pocas las que se han caracterizado y, sin duda, son muchas las que están aún por descubrir. En este artículo, se presentan las estrategias seguidas para la identificación y caracterización de proteínas reguladoras de la expresión génica en tripanosomátidos durante la última década en nuestro grupo de investigación, especialmente
de las proteínas RBP directamente implicadas en la regulación posterior a la transcripción de los genes HSP70 de Leishmania braziliensis. © 2018. Acad. Colomb. Cienc. Ex. Fis. Nat.
Citas
Agabian, N. (1990). Trans splicing of nuclear pre-mRNAs. Cell, 61(7): 1157-1160. DOI: 10.1016/0092-8674(90)90674-4
Alvar, J., Velez, I.D., Bern, C., Herrero, M., Desjeux, P., Cano, J., Jannin, J., den Boer, M. (2012). Leishmaniasis worldwide and global estimates of its incidence. PLoS One, 7(5):e35671. DOI: 10.1371/journal.pone.0035671
Anantharaman, V., Aravind, L. (2004). Novel conserved domains in proteins with predicted roles in eukaryotic cell-cycle regulation, decapping and RNA stability. BMC Genomics, 5 (1): 45. DOI: 10.1186/1471-2164-5-45
Araújo, P., Teixeira, S. (2011). Regulatory elements involved in the post-transcriptional control of stage-specific gene expression in Trypanosoma cruzi - A review. Mem Inst Oswaldo Cruz, 106 (3): 257-266. DOI: 10.1590/S0074-02762011000300002
Aslett, M., Aurrecoechea, C., Berriman, M., Brestelli, J., Brunk, B.P., Carrington, M., Depledge, D.P., Fischer, S., Gajria B., Gao, X., Gardner, M.J., Gingle, A., Grant, G., Harb, O.S., Heiges, M., Hertz-Fowler, C., Houston, R., Innamorato, F., Iodice, J., Kissinger, J.C., Kraemer, E., Li, W., Logan, F.J., Miller, J.A., Mitra, S., Myler, P.J., Nayak, V., Pennington, C., Phan, I., Pinney, D.F., Ramasamy, G., Rogers, M.B., Roos, D.S., Ross, C., Sivam, D., Smith, D.F., Srinivasamoorthy, G., Stoeckert, C.J. Jr., Subramanian, S., Thibodeau, R., Tivey, A., Treatman, C., Velarde, G., Wang, H. (2010). TriTrypDB: a functional genomic resource for the Trypanosomatidae. Nucleic Acids Res., 38 (Database issue): D457-462. DOI: 10.1093/nar/gkp851
Bangs, J.D., Crain, P.F., Hashizume, T., McCloskey, J.A., Boothroyd, J.C. (1992). Mass spectrometry of mRNA cap 4 from trypanosomatids reveals two novel nucleosides. J Biol Chem., 267(14): 9805-9815. PMID: 1349605.
Bañuls, A.L., Hide, M., Prugnolle, F. (2007). Leishmania and the leishmaniases: a parasite genetic update and advances in taxonomy, epidemiology and pathogenicity in humans. Adv Parasitol., 64: 1-10. DOI:10.1016/S0065308X(06)64001-3
Baumeister, H. (1997). RNA-Protein Interactions. Oxford, Reino Unido: IRL Press at Oxford University Press.
Berriman, M., Ghedin, E., Hertz-Fowler, C., Blandin, G., Renauld, H., Bartholomeu,D.C., Lennard, N.J., Caler, E., Hamlin, N.E., Haas, B., Böhme, U., Hannick, L., Aslett, M.A., Shallom, J., Marcello, L., Hou, L., Wickstead, B., Alsmark, U.C., Arrowsmith, C., Atkin RJ, Barron AJ, Bringaud F, Brooks K, Carrington M, Cherevach I, Chillingworth TJ, Churcher, C., Clark, L.N., Corton, C.H., Cronin, A., Davies, R.M., Doggett, J., Djikeng, A., Feldblyum, T., Field, M.C., Fraser, A., Goodhead, I., Hance, Z., Harper, D. Harris, B.R., Hauser, H., Hostetler, J,. Ivens, A., Jagels, K., Johnson, D., Johnson, J., Jones, K., Kerhornou, A.X., Koo, H., Larke, N., Landfear, S., Larkin, C., Leech, V., Line, A., Lord, A., Macleod, A., Mooney, P.J., Moule, S., Martin, D.M., Morgan, G.W., Mungall, K., Norbertczak, H., Ormond, D., Pai, G., Peacock, C.S., Peterson, J., Quail, M.A,, Rabbinowitsch, E., Rajandream, M.A., Reitter, C., Salzberg, S.L., Sanders, M., Schobel, S., Sharp, S., Simmonds, M., Simpson, A.J,, Tallon, L., Turner, C.M., Tait, A., Tivey, A.R., Van Aken, S., Walker, D., Wanless, D., Wang, S., White, B., White, O., Whitehead, S., Woodward, J., Wortman, J., Adams, M.D., Embley, T.M., Gull, K., Ullu, E., Barry, J.D., Fairlamb, A.H., Opperdoes, F., Barrell, B.G., Donelson, J.E., Hall, N., Fraser, C.M., Melville, S,E., El-Sayed, N.M. (2005). The genome of the African trypanosome Trypanosoma brucei. Science, 309: 416-422. DOI: 10.1126/science.1112642
Buchan, J.R., Parker, R. (2009). Eukaryotic stress granules: the ins and outs of translation. Mol Cell, 36 (6): 932-941. DOI: 10.1016/j.molcel.2009.11.020
Carrion, J., Folgueira, C., Soto, M., Fresno, M., Requena, J.M. (2011). Leishmania infantum HSP70-II null mutant as candidate vaccine against leishmaniasis: a preliminary evaluation. Parasit Vectors, 4:150. DOI: 10.1186/1756-3305-4-150
Colombia INS. (2011). Boletin Epidemiologico semana 40. "Instituto Nacional de Salud Colombia". Bogotá, Colombia.
Cassola, A., Frasch, A. (2009). An RNA recognition motif mediates the nucleocytoplasmic transport of a Trypanosome RNA-binding protein J Biol Chem., 284 (50): 35015-35028. DOI: 10.1074/jbc.M109.031633
Clayton, C. (2016). Gene expression in kinetoplastids. Curr Opin Microbiol., 32:46-51. DOI: 10.1016/j.mib.2016.04.018
David, M., Gabdank, I., Ben-David, M., Zilka, A., Orr, I., Barash, D., Shapira, M. (2010). Preferential translation of Hsp83 in Leishmania requires a thermosensitive polypyrimidine-rich element in the 3' UTR and involves scanning of the 5' UTR. RNA, 16 (2): 364-74. DOI: 10.1261/rna.1874710
De Gaudenzi, J., Frasch, A., Clayton, C. (2005). RNA-binding domain proteins in Kinetoplastids: a comparative analysis. Eukaryo Cell, 4 (12): 2106-2114. DOI: 10.1128/EC.4.12.2106-2114.2005
Di Noia JM, D'Orso I, Sanchez DO, Frasch AC. (2000). AU-rich elements in the 3'-untranslated region of a new mucin-type gene family of Trypanosoma cruzi confers mRNA instability and modulates translation efficiency. J Biol Chem., 275 (14): 10218-10227. PMID: 9556557
El-Sayed, N.M., Myler, P.J., Bartholomeu, D.C., Nilsson, D., Aggarwal, G., Tran, A.N., Ghedin, E., Worthey, E.A., Delcher, A.L., Blandin, G., Westenberger, S.J., Caler, E., Cerqueira, G.C., Branche, C., Haas, B., Anupama, A., Arner, E., Aslund, L., Attipoe, P., Bontempi, E., Bringaud, F., Burton, P., Cadag, E., Campbell, D.A., Carrington, M., Crabtree, J., Darban, H., da Silveira, J.F., de Jong, P., Edwards, K., Englund, P.T., Fazelina, G., Feldblyum, T., Ferella, M., Frasch, A.C., Gull, K., Horn, D., Hou, L., Huang, Y., Kindlund, E., Klingbeil, M., Kluge, S., Koo, H., Lacerda, D., Levin, M.J., Lorenzi, H., Louie, T., Machado, C.R., McCulloch, R., McKenna, A., Mizuno, Y., Mottram, J.C., Nelson, S., Ochaya, S., Osoegawa, K., Pai, G., Parsons, M., Pentony, M., Pettersson, U., Pop, M., Ramírez, J.L., Rinta, J., Robertson, L., Salzberg, S.L., Sanchez, D.O., Seyler, A., Sharma, R., Shetty, J., Simpson, A.J,, Sisk, E., Tammi, M.T., Tarleton, R., Teixeira, S., Van Aken, S., Vogt, C., Ward, P.N., Wickstead, B., Wortman, J., White, O., Fraser, C.M,, Stuart, K.D., Andersson, B. (2005). The genome sequence of Trypanosoma cruzi, etiologic agent of Chagas disease. Science, 309: 409-415. DOI:10.1126/science.1112631
Decker, C.J., Parker, R. (2012). P-bodies and stress granules: possible roles in the control of translation and mRNA degradation. Cold Spring Harb Perspect Biol., 4 (9): a012286. DOI: 10.1101/cshperspect.a012286
Folgueira, C., Carrion, J., Moreno, J., Saugar, J.M., Canavate, C., Requena, J.M. (2008). Effects of the disruption of the HSP70-II gene on the growth, morphology, and virulence of Leishmania infantum promastigotes. Int Microbiol., 11 (2): 81-89. DOI: 10.2436/20.1501.01.47
Folgueira, C., Quijada, L., Soto, M., Abanades, D.R., Alonso, C., Requena, J.M. (2005). The translational efficiencies of the two Leishmania infantum HSP70 mRNAs, differing in their 3'-untranslated regions, are affected by shifts in the temperature of growth through different mechanisms. J Biol Chem., 280 (42): 35172-35183. DOI: 10.1074/jbc.M505559200
Ivens, A.C., Peacock, C.S., Worthey, E.A., Murphy, L., Aggarwal, G., Berriman, M., Sisk, E., Rajandream, M.A., Adlem, E., Aert, R., Anupama, A., Apostolou, Z., Attipoe, P., Bason, N., Bauser, C., Beck, A., Beverley, S.M., Bianchettin, G., Borzym, K., Bothe, G., Bruschi, C.V., Collins, M., Cadag, E., Ciarloni, L., Clayton, C., Coulson, R.M., Cronin, A., Cruz, A.K., Davies, R.M., De Gaudenzi, J., Dobson, D.E., Duesterhoeft, A., Fazelina, G., Fosker, N., Frasch, A.C., Fraser, A., Fuchs, M., Gabel, C., Goble, A., Goffeau, A., Harris, D., Hertz-Fowler, C., Hilbert, H., Horn, D., Huang, Y., Klages, S., Knights, A., Kube, M., Larke, N., Litvin, L., Lord, A., Louie, T., Marra, M., Masuy, D., Matthews, K., Michaeli, S., Mottram, J.C., Müller-Auer, S., Munden, H., Nelson, S., Norbertczak, H., Oliver, K., O'neil, S., Pentony, M., Pohl, T.M,, Price, C., Purnelle, B., Quail, M.A., Rabbinowitsch, E., Reinhardt, R., Rieger, M., Rinta, J., Robben, J., Robertson, L., Ruiz, J.C., Rutter, S., Saunders, D., Schäfer, M., Schein, J., Schwartz, D.C., Seeger, K., Seyler, A., Sharp, S., Shin, H., Sivam, D., Squares, R., Squares, S., Tosato, V., Vogt, C., Volckaert, G., Wambutt, R., Warren, T., Wedler, H., Woodward, J., Zhou, S., Zimmermann, W., Smith, D.F., Blackwell, J.M., Stuart, K.D., Barrell, B., Myler, P.J. (2005). The genome of the kinetoplastid parasite, Leishmania major. Science, 309: 436-442. DOI: 10.1126/science.1112680
Jeffery, C.J. (2018). Protein moonlighting: what is it, and why is it important? Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci., 373 (1738). pii: 20160523. DOI: 10.1098/rstb.2016.0523
Justice, M.C., Hsu, M.J., Tse, B., Ku, T., Balkovec, J., Schmatz, D., Nielsen, J. (1998). Elongation factor 2 as a novel target for selective inhibition of fungal protein synthesis. J Biol Chem., 273 (6): 3148-51. DOI: 10.1074/JBC.273.6.3148
Kampinga, H.H., Craig, E.A. (2010). The HSP70 chaperone machinery: J proteins as drivers of functional specificity. Nat Rev Mol Cell Biol., 11 (8): 579-592. DOI: 10.1038/nrm2941
Kanehisa, M., Goto, S., Hattori, M., Aoki-Kinoshita, K.F., Itoh, M., Kawashima, S., Katayama, T., Araki, M., Hirakawi, M. (2006). From genomics to chemical genomics: new developments in KEGG. Nucleic Acids Res., 34: D354–7. DOI: 10.1093/nar/gkj102.
Kramer, S., Carrington, M. (2011). Trans-acting proteins regulating mRNA maturation, stability and translation in trypanosomatids. Trends Parasitol., 27 (1): 23-30. DOI: 10.1016/j.pt.2010.06.011
Krüger, T., Hofweber, M., Kramer, S. (2013). SCD6 induces ribonucleoprotein granule formation in trypanosomes in a translation-independent manner, regulated by its Lsm and RGG domains. Mol Biol Cell, 24 (13): 2098-2111. DOI: 10.1091/mbc.E13-01-0068
Lapointe, C.P., Wilinski, D., Saunders, H.A., Wickens, M. (2015). Protein-RNA networks revealed through covalent RNA marks. Nat Methods, 12 (12): 1163-70. DOI: 10.1038/nmeth.3651
LeBowitz, J.H., Smith, H.Q., Rusche, L., Beverley, S.M. (1993). Coupling of poly(A) site selection and trans-splicing in Leishmania. Genes Dev., 7 (6): 996-1007. DOI:10.1101/gad.7.6.996
Makeyev, A.V., Liebhaber, S.A. (2002). The poly(C)-binding proteins: a multiplicity of functions and a search for mechanisms. RNA, 8 (3): 265-278. DOI: 10+1017+S1355838202024627
Maris, C., Dominguez, C., Allain, F.H. (2005). The RNA recognition motif, a plastic RNA-binding platform to regulate post-transcriptional gene expression. FEBS J., 272 (9): 2118-2131. DOI: 10.1111/j.1742-4658.2005.04653.x
Mateyak, M.K., Kinzy, T.G. (2010). eEF1A: thinking outside the ribosome. J Biol Chem., 285 (28): 21209-2113. DOI: 10.1074/jbc.R110.113795
Mi, H., Dong, Q., Muruganujan, A., Gaudet, P., Lewis, S., Thomas, P.D. (2010). PANTHER version 7: improved phylogenetic trees, orthologs and collaboration with the Gene Ontology Consortium. Nucleic Acids Res., 38: D204-10. DOI: 10.1093/nar/gkp1019
Mittal, N., Subramanian, G., Butikofer, P., Madhubala, R. (2013). Unique posttranslational modifications in eukaryotic translation factors and their roles in protozoan parasite viability and pathogenesis. Mol Biochem Parasitol.,187 (1): 21-31. DOI: 10.1016/j.molbiopara.2012.11.001
Müller-McNicoll, M., Neugebauer, K.M. (2013). How cells get the message: dynamic assembly and function of mRNA-protein complexes. Nat Rev Genet., 14 (4): 275-287. DOI: 10.1038/nrg3434
Noble, C.G., Song, H. (2008). Structural studies of elongation and release factors. Cell Mol Life Sci., 65 (9):1335-1346. DOI: 10.1007/s00018-008-7495-6.
Nocua, P. A. (2017). Estudio de factores proteicos asociados a la regulación de los genes HSP70 en Leishmania braziliensis. Tesis Doctoral, Pontificia Universidad Javeriana. Bogotá, Colombia.
Nocua, P.A., Ramírez, C.A., Barreto, G.E., González, J., Requena, J.M., Puerta, C.J. (2014). Leishmania braziliensis replication protein A subunit 1: molecular modelling, protein expression and analysis of its affinity for both DNA and RNA. Parasit Vectors, 7: 573. DOI: 10.1186/s13071-014-0573-8
Nocua, P.A., Ramírez, C.A., Requena, J.M., Puerta, C.J. (2017). Leishmania braziliensis SCD6 and RBP42 proteins, two factors with RNA binding capacity. Parasit Vectors, 10 (1): 610. DOI: 10.1186/s13071-017-2557-y
Parker, R., Sheth, U. (2007). P bodies and the control of mRNA translation and degradation. Mol Cell, 25 (5): 635-646. DOI: 10.1016/j.molcel.2007.02.011
Puerta, C. (2007). Consideraciones taxonómicas, polimorfismo y clasificación. En: C.J. Puerta. Parásito, genoma y biología. Aproximación molecular al estudio de Trypanosoma rangeli y su relación con Trypanosoma cruzi.(59-68). Bogotá, Colombia: Editorial Pontificia Universidad Javeriana.
Quijada, L., Soto, M., Alonso, C., Requena, J.M. (2000). Identification of a putative regulatory element in the 3'-untranslated region that controls expression of HSP70 in Leishmania infantum. Mol Biochem Parasitol., 110 (1): 79-91. DOI: 10.1016/S0166-6851(00)00258-9
Rajyaguru, P., Parker, R. (2012). RGG motif proteins: modulators of mRNA functional states. Cell Cycle, 11 (14): 2594-2599. DOI: 10.4161/cc.20716
Ramírez, C.A. (2012). Caracterización molecular de los genes HSP70, a-tubulina y ND8 de Leishmania braziliensis y detección de factores proteicos asociados a la regulación de los genes HSP70. Tesis Doctoral, Pontificia Universidad Javeriana. Bogotá, Colombia.
Ramírez, C.A., Dea-Ayuela, M.A., Gutierrez-Blazquez, M.D., Bolas-Fernandez, F., Requena, J.M., Puerta, C.J. (2013). Identification of proteins interacting with HSP70 mRNAs in Leishmania braziliensis. J Proteomics, 94: 124-137. DOI: 10.1016/j.jprot.2013.09.008
Ramírez, C.A., Requena, J.M., Puerta, C.J. (2011). Identification of the HSP70-II gene in Leishmania braziliensis HSP70 locus: genomic organization and UTRs characterization. Parasit Vectors, 4: 166. DOI: 10.1186/1756-3305-4-166
Requena, J.M. (2011). Lights and shadows on gene organization and regulation of gene expression in Leishmania. Front Biosci., 16: 2069-2085. DOI: 10.2741/3840
Requena, J. M. (2012). The stressful life of pathogenic Leishmania species. En: J.M. Requena. Stress response in Microbiology. (323-346). Norfolk, Reino Unido: Caiser Academic press. ISBN: 978-1-908230-04-1
Ribbeck, K., Lipowsky, G., Kent, H.M., Stewart, M., Gorlich, D. (1998). NTF2 mediates nuclear import of Ran. EMBO J., 17 (22): 6587-6598. DOI: 10.1093/emboj/17.22.6587
Romaniuk, M.A., Cervini, G., Cassola, A. (2016). Regulation of RNA binding proteins in trypanosomatid protozoan parasites. World J Biol Chem., 7 (1): 146-157. DOI:10.4331/wjbc.v7.i1.146
Tourriere, H., Chebli, K., Zekri, L., Courselaud, B., Blanchard, J.M., Bertrand, E., Tazi, J. (2003). The RasGAP-associated endoribonuclease G3BP assembles stress granules. J Cell Biol., 160 (6): 823-831. DOI: 10.1083/jcb.200212128
Turner, M., Díaz-Muñoz, M. (2018). RNA-binding proteins control gene expression and cell fate in the immune system. Nat Immunol., 19:120-129. DOI: 10.1038/s41590-017-0028-4
Declaración de originalidad y cesión de derechos de autor
Los autores declaran:
- Los datos y materiales de referencia publicados han sido debidamente identificados con sus respectivos créditos y han sido incluidos en las notas bibliográficas y citas que así se han identificado y que de ser requerido, cuento con todas las liberaciones y permisos de cualquier material con derechos de autor.
- Todo el material presentado está libre de derechos de autor y acepto plena responsabilidad legal por cualquier reclamo legal relacionado con la propiedad intelectual con derechos de autor, exonerando completamente de responsabilidad a la Revista de la Academia Colombiana de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales.
- Este trabajo es inédito y no será enviado a ninguna otra revista mientras se espera la decisión editorial de esta revista. Declaro que no hay ningún conflicto de intereses en este manuscrito.
- En caso de publicación de este artículo, todos los derechos de autor son transferidos a la Revista de la Academia Colombiana de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales, por lo que no puede ser reproducido de ninguna forma sin el permiso expreso de la misma.
- Mediante este documento, si el artículo es aceptado para publicación por la Revista de la Academia Colombiana de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales, la Revista asume el derecho de editar y publicar los artículos en índices o bases de datos nacionales e internacionales para académicos y uso científico en formato papel, electrónico, CD-ROM, internet ya sea del texto completo o cualquier otra forma conocida conocida o por conocer y no comercial, respetando los derechos de los autores.
Transferencia de derechos de autor
En caso de que el artículo sea aprobado para su publicación, el autor principal en representación de sí mismo y sus coautores o el autor principal y sus coautores deberán ceder los derechos de autor del artículo correspondiente a la Revista de la Academia Colombiana de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales, excepto en los siguientes casos:
Los autores y coautores se reservan el derecho de revisar, adaptar, preparar trabajos derivados, presentaciones orales y distribución a algunos colegas de reimpresiones de su propio trabajo publicado, si se otorga el crédito correspondiente a la Revista de la Academia Colombiana de Ciencias. Exactas, Físicas y Naturales. También está permitido publicar el título de la obra, resumen, tablas y figuras de la obra en los sitios web correspondientes de los autores o sus empleadores, dando también crédito a la Revista.
Si el trabajo se ha realizado bajo contrato, el empleador del autor tiene el derecho de revisar, adaptar, preparar trabajos derivados, reproducir o distribuir en papel el trabajo publicado, de manera segura y para uso exclusivo de sus empleados.
Si la Revista de la Academia Colombiana de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales fuera solicitada por un tercero para el uso, impresión o publicación específica de artículos ya publicados, la Revista debe obtener el permiso expreso del autor y coautores de la trabajo o del empleador excepto para uso en aulas, bibliotecas o reimpreso en un trabajo colectivo. La Revista de la Academia Colombiana de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales se reserva el posible uso en su portada de figuras entregadas con los manuscritos.
La Revista de la Academia Colombiana de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales no puede reclamar ningún otro derecho que no sea el de autor.