Posttranskriptionelle Regulation des Retrotransposons TRE5-A in Dictyostelium discoideum

TRE5-A und DIRS-1 sind Retrotransposons aus dem eukaryotischen Organismus Dictyostelium discoideum. Von beiden existieren sowohl Sense- als auch Antisense-Transkripte. Dies führte zur Vermutung einer posttranskriptionellen Regulation beider Retrotransposons durch zelleigene RNA-Interferenz-Prozesse. Frühere Arbeiten konnten den Wirtsfaktor C-Modul-bindender Faktor A (CbfA) aus D. discoideum als Transkriptionsregulator identifizieren, der in vitro an das C-Modul von TRE5-A bindet. Eine reduzierte Expression von CbfA führt zu einem drastischen Abfall der TRE5-A-Transkriptmenge und Retrotransposition im Vergleich zum Wildtyp. Die in dieser Arbeit durchgeführten vergleichenden RNA-Seq-Experimente zur weiteren Funktionsaufklärung von CbfA zeigten eine Überexpression der Argonaut-Proteine AgnC und AgnE bei reduzierter CbfA-Expression. Dies bestätigte die bereits vorhandene Vermutung, dass RNAi-Prozesse an der TRE5-A-Regulation beteiligt sein könnten. Zur Verfügung stehende agnC- und agnE--Stämme zeigten eine TRE5-A-Überexpression, was auf eine direkte Funktion der beiden Argonaut-Proteine in der TRE5-A-Regulation schließen lässt. Um agnC beziehungsweise agnE im CbfA-Wildtyp-Hintergrund überexprimieren zu können, wurden Genaktivierungsmutanten (GA) von AgnC und AgnE erzeugt. Diese Stämme wurden auf ihren Einfluss auf die TRE5-A-Expression und Retrotransposition hin charakterisiert. Die Überexpression von agnC oder agnE führte zu einem Abfall der TRE5-A-Transkriptmenge und der GA-AgnC-Stamm zeigte eine signifikante Reduktion der Retrotranspositionsfrequenz von TRE5-A. Dies lässt auf eine posttranskriptionelle Regulation von TRE5-A schließen. CbfA jedoch scheint diese Regulation zu supprimieren, wodurch die TRE5-A-Retrotranspositionsaktivität im Genom erhalten bleibt. Die hier durchgeführten phylogenetischen Analysen von CbfA innerhalb und außerhalb der sozialen Amöben ermöglichten die Darstellung einer neuen Proteinfamilie: Die CbfA-ähnlichen Proteine

Компьютерное моделирование стендовых испытаний материалов дорожных покрытий

Материалы IX Междунар. межвуз. науч.-техн. конф. студентов, магистрантов и аспирантов,Гомель, 28–29 апр. 2009 г

A host factor supports retrotransposition of the TRE5-A population in Dictyostelium cells by suppressing an Argonaute protein

Background: In the compact and haploid genome of Dictyostelium discoideum control of transposon activity is of particular importance to maintain viability. The non-long terminal repeat retrotransposon TRE5-A amplifies continuously in D. discoideum cells even though it produces considerable amounts of minus-strand (antisense) RNA in the presence of an active RNA interference machinery. Removal of the host-encoded C-module-binding factor (CbfA) from D. discoideum cells resulted in a more than 90 % reduction of both plus-and minus-strand RNA of TRE5-A and a strong decrease of the retrotransposition activity of the cellular TRE5-A population. Transcriptome analysis revealed an approximately 230-fold overexpression of the gene coding for the Argonaute-like protein AgnC in a CbfA-depleted mutant. Results: The D. discoideum genome contains orthologs of RNA-dependent RNA polymerases, Dicer-like proteins, and Argonaute proteins that are supposed to represent RNA interference pathways. We analyzed available mutants in these genes for altered expression of TRE5-A. We found that the retrotransposon was overexpressed in mutants lacking the Argonaute proteins AgnC and AgnE. Because the agnC gene is barely expressed in wild-type cells, probably due to repression by CbfA, we employed a new method of promoter-swapping to overexpress agnC in a CbfA-independent manner. In these strains we established an in vivo retrotransposition assay that determines the retrotransposition frequency of the cellular TRE5-A population. We observed that both the TRE5-A steady-state RNA level and retrotransposition rate dropped to less than 10 % of wild-type in the agnC overexpressor strains. Conclusions: The data suggest that TRE5-A amplification is controlled by a distinct pathway of the Dictyostelium RNA interference machinery that does not require RNA-dependent RNA polymerases but involves AgnC. This control is at least partially overcome by the activity of CbfA, a factor derived from the retrotransposon's host. This unusual regulation of mobile element activity most likely had a profound effect on genome evolution in D. discoideum