Regulacion del complejo treonil-carbamoil transferasa en D. melanogaster

Abstract

Los tRNAs son moléculas esenciales para la síntesis de proteínas en los seres vivos, proceso denominado traducción. Estas actúan como moléculas adaptadoras, estableciendo la especificidad entre cada codón del mRNA con el aminoácido que le corresponde en la proteína. Los tRNAs presentan una variedad de modificaciones posttranscripcionales en su estructura que cambian aspectos de su interacción con los otros elementos de la maquinaria de la traducción. Las modificaciones en la región del anticodón tienen efectos importantes sobre el apareamiento codón-anticodón en el ribosoma y contribuyen a determinar la eficiencia de traducción de los codones. Una de estas modificaciones es la treonil-carbamoilación de la adenina (t6A) en la posición 37 de los tRNAs que decodifican codones ANN. El último paso de la síntesis de t6A es catalizado por un complejo enzimático denominado TCTC. En Drosophila melanogaster, la pérdida de función de las subunidades de TCTC provoca severos fenotipos de bajo crecimiento, mientras que la sobreexpresión de la subunidad catalítica del complejo provoca un aumento del tamaño celular mediado por la vía TOR, En este trabajo se midieron los niveles de transcripción de las subunidades de TCTC y los niveles de t6A en el tRNA iniciador de metionina (tRNAiMet CAU) bajo tratamientos de restricción nutricional y bajo alteraciones en la vía de la insulina en larvas de D. melanogaster, con el fin de averiguar si estas variables eran reguladas en respuesta a las condiciones nutricionales de las células. La restricción nutricional disminuye los niveles de mRNA de la subunidad Tcs6, mientras que la inhibición de la vía de la insulina produjo su aumento. Sin embargo, no se observó diferencia en los niveles de t6A bajo la restricción nutricional. Además, se realizó una búsqueda de posibles sitios de unión a factores de transcripción que pudiesen regular la transcripción de las subunidades de TCTC, se determinó como candidato al factor Cropped. No se encontró diferencia en los niveles de mRNA de ninguno de los genes que codifican para las subunidades de TCTC al sobreexpresar Cropped ni al sobreexpresar un dominante negativo de Cropped. Estos resultados muestran que los niveles de transcripción de un gen involucrado en la síntesis de t6A cambian frente a condiciones ambientales, abriendo la posibilidad de que los niveles de t6A sean regulados en tRNAs distintos de tRNAiMet CAU.

tRNAs are essential molecules for protein synthesis in living organisms, a process known as translation. They act as adaptor molecules, establishing the specificity between each mRNA codon and the corresponding amino acid in the protein. tRNAs exhibit a variety of post-transcriptional modifications in their structure that alter aspects of their interaction with other elements of the translation machinery. Modifications in the anticodon region have significant effects on codon-anticodon pairing within the ribosome and contribute to determining the translation efficiency of codons. One such modification is the threonyl-carbamoylation of adenine (t6A) at position 37 of tRNAs that decode ANN codons. The final step of t6A synthesis is catalyzed by an enzymatic complex known as TCTC. In Drosophila melanogaster, loss of function of the TCTC subunits leads to severe low-growth phenotypes, whereas overexpression of the catalytic subunit of the complex results in increased cell size mediated by the TOR pathway. In this study, the transcription levels of TCTC subunits and the levels of t6A in the initiator methionine tRNA (tRNAiMet CAU) were measured under conditions of nutritional restriction and alterations in the insulin pathway in D. melanogaster larvae, to determine whether these variables are regulated in response to the nutritional status of the cells. Nutritional restriction decreased the mRNA levels of the Tcs6 subunit, while inhibition of the insulin pathway increased its expression. However, no differences in t6A levels were observed under nutritional restriction. Additionally, a search for potential transcription factor binding sites that could regulate the transcription of TCTC subunits identified Cropped as a candidate. No differences were found in the mRNA levels of any of the genes encoding TCTC subunits upon overexpression of Cropped or the overexpression of a dominant-negative form of Cropped. These results demonstrate that the transcription levels of a gene involved in t6A synthesis change in response to environmental conditions, opening the possibility that t6A levels may be regulated in tRNAs other than tRNAiMet CAU.