Ένα miRNA με πλουραλιστική δράση στα φυτά: miR414

Νταντάμη, Ελένη

Καλαντίδης, Κρίτων

Δελιδάκης, Χρήστος

Τα miRNAs είναι μία συντηρημένη τάξη μικρών RNAs (~21 νουκλεοτιδίων) στα φυτά και στα ζώα. Είναι αρνητικοί ρυθμιστές της γονιδιακής έκφρασης που έχουν σαν αποτέλεσμα την αποικοδόμηση των μεταγράφων – στόχων τους. Τα miRNAs κατέχουν εξέχοντα ρόλο σε διαδικασίες όπως η ανάπτυξη και η διαφοροποίηση, απόκριση σε στρες και καρκίνο. Αρχικό ερώτημα της παρούσας εργασίας ήταν ο προσδιορισμός φυτικών miRNAs με πολλαπλούς στόχους. Η διερεύνηση αυτή οδήγησε στο χαρακτηρισμό του miR414, το οποίο περιλαμβάνει ένα ευρύ φάσμα δυνητικών στόχων. Η προσέγγιση που χρησιμοποιήθηκε αποτελείται από δύο μέρη, βιοπληροφορική ανάλυση χρησιμοποιώντας βάσεις δεδομένων και προγράμματα πρόβλεψης miRNAs – στόχου και δημιουργία διαγονιδιακών φυτικών σειρών που δυνητικά υπερεκφράζουν το miR414. Χρησιμοποιήθηκε ένα πρόγραμμα που προβλέπει πιθανούς στόχους για φυτικά miRNAs για τους οργανισμούς Arabidopsis thaliana και Oryza sativa με σκοπό τη διερεύνηση των στόχων του miR414. Στη συνέχεια, οι δευτεροταγείς δομές των αλληλεπιδράσεων ελέγχθησαν για το βαθμό που συμφωνούν με τους κανόνες των αλληλεπιδράσεων. O αριθμός των προβλεπόμενων στόχων ήταν μεγάλος και παρόλο που η συμπληρωματικότητα μεταξύ miRNA και στόχου ήταν υψηλή, δεν υπάρχει εμφανής συσχέτιση αυτών. Επιπλέον διερεύνηση των στόχων σε πρωτεϊνικό επίπεδο έδειξε ότι η περιοχή που στοχεύεται από το miR414 μεταγραφικά αποτελείται από μία μικρή περιοχή πλούσια σε ασπαρτικό αμινοξύ. Συνεχίζοντας την in silico έρευνα, μελετήθηκε η υποψήφια περιοχή του υποκινητή για ρυθμιστικά στοιχεία που υπεραντιπροσωπεύονται σε miRNA υποκινητές και εντοπίστηκε υποψήφιο σημείο εκκίνησης της μεταγραφής. Έχοντας ως σκοπό την αποσαφήνιση του ρόλου του miR414 in vivo και την επιβεβαίωση των in silicο προβλέψεων, δημιουργήθηκαν διαγονιδιακές σειρές Arabidopsis thaliana και Nicotiana benthamiana που υπερεκφράζουν το miR414 υπό τον έλεγχο του CaMV 35S συστατικού υποκινητή. Μία πρόσφατα δημοσιευμένη εργασία στη Physcomitrella patens για το mir414 υποστηρίζει τα αποτελέσματα της διερεύνησής μας όπου προβλέπονται πολλοί δυνητικοί στόχοι. (EL)

microRNAs are a conserved class of small RNAs (~21 nt) found in both plants and animals. They are negative regulators of gene expression preventing the protein production from their target mRNAs. microRNAs have been implicated in various important processes like development, differentiation and stress responses. The initial query of this work was to identify plant miRNAs with multiple targets. This investigation led to the characterization of miR414 which has an astonishingly wide array of potential targets. Our approach consisted of in silico analysis using online databases and miRNA - target prediction programs and molecular biology techniques leading to the production of transgenic plants potentially overexpressing miR414. We searched for miR414 targets in Arabidopsis thaliana and Oryza sativa using a plant specific miRNA target finder program. Then we tested if the potential targets comply with the rules of miRNA-target pairing. The number of the predicted targets was high and although the interactions with miR414 were close to perfect, there was no obvious relation between them. We further investigated the targets in the protein level and we found that the region that is targeted by the miRNA at the transcriptional level, when translated, consists of an Asp- rich motif. More bioinformatic analysis in the upstream sequences of the miR414 precursor resulted in prediction of regulatory elements overrepresented in miRNA promoters and potential transcription start site. In order to investigate the role of miR414 in vivo and verify the in silico predictions, we produced transgenic Arabidopsis thaliana and Nicotiana benthamiana plants. These plants overexpress the miR414 precursor driven by the CaMV 35S constitutive promoter. Recently a work in Physcomitrella patens was published supporting our bioinformatic results predicting many potential miR414 targets. (EN)

text

Τύπος Εργασίας--Μεταπτυχιακές εργασίες ειδίκευσης

Πανεπιστήμιο Κρήτης

E-Locus Ιδρυματικό Καταθετήριο

Elocus

Ελληνική γλώσσα

2007-11-28

http://elocus.lib.uoc.gr:443/dlib/5/4/6/metadata-dlib-user1215504735-1538.tkl

000326856

Σχολή/Τμήμα--Σχολή Θετικών και Τεχνολογικών Επιστημών--Τμήμα Βιολογίας--Μεταπτυχιακές εργασίες ειδίκευσης