Skip to main content

Protein Metil PRMT5 Jam Sirkadian dan Alternative Splicing

loading...
Tinuku
KeSimpulan.com - Disiplin waktu bersifat relatif. Organisme membedakan siang dan malam dengan interprestasi pergeseran gen.

Lalat buah dan tanaman secara independen menggunakan cara yang sama untuk menandai waktu, demikian hasil sebuah penelitian baru. Keduanya memodifikasi produk gen tertentu berdasarkan irama harian yang ditetapkan oleh jam sirkadian. Sebagian besar penelitian tentang jam sirkadian berfokus pada proses dimana timekeepers gen biologis dihidupkan dan mematikan.

Namun studi baru menunjukkan jam juga mengatur bagaimana molekul RNA yang ditranskripsi dari gen disusun bersama-sama untuk diterjemahkan ke dalam produk protein gen. "Laporan ini menambah twist yang sangat baru," kata Yi Liu, biolog dari University of Texas Southwestern Medical Center di Dallas yang tidak terlibat dalam penelitian ini.

Marcelo Yanovsky, genetikawan botani dari IFEVA Institute of Agronomy and the Fundación Instituto Leloir di Buenos Aires, Argentina, dan rekannya mencari gen pada Arabidopsis thaliana yang menyebabkan daun mekar dalam mengumpulkan cahaya siang hari dan menutup kembali saat gelap. Mereka menemukan daun bergerak tidak sinkron dengan irama biasa 24 jam, tetapi dalam siklus 30 jam, kemudian menelusuri sumber siklus lebih lama ini pada mutasi gen PRMT5 dan melaporkan 20 Oktober di Nature:

Circadian rhythms allow organisms to time biological processes to the most appropriate phases of the day–night cycle. Post-transcriptional regulation is emerging as an important component of circadian networks, but the molecular mechanisms linking the circadian clock to the control of RNA processing are largely unknown. Here we show that PROTEIN ARGININE METHYL TRANSFERASE 5 (PRMT5), which transfers methyl groups to arginine residues present in histones and Sm spliceosomal proteins, links the circadian clock to the control of alternative splicing in plants. Mutations in PRMT5 impair several circadian rhythms in Arabidopsis thaliana and this phenotype is caused, at least in part, by a strong alteration in alternative splicing of the core-clock gene PSEUDO RESPONSE REGULATOR 9 (PRR9). Furthermore, genome-wide studies show that PRMT5 contributes to the regulation of many pre-messenger-RNA splicing events, probably by modulating 5′-splice-site recognition. PRMT5 expression shows daily and circadian oscillations, and this contributes to the mediation of the circadian regulation of expression and alternative splicing of a subset of genes. Circadian rhythms in locomotor activity are also disrupted in dart5-1, a mutant affected in the Drosophila melanogaster PRMT5 homologue, and this is associated with alterations in splicing of the core-clock gene period and several clock-associated genes. Our results demonstrate a key role for PRMT5 in the regulation of alternative splicing and indicate that the interplay between the circadian clock and the regulation of alternative splicing by PRMT5 constitutes a common mechanism that helps organisms to synchronize physiological processes with daily changes in environmental conditions.

PRMT5 membuat enzim untuk kelompok methyl dengan protein histone (protein yang membentuk spools agar DNA sesuai dengan sel di dalamnya). Penambahan tag kimia menyebabkan DNA dikemas lebih erat dan menutup aktivitas gen. Tim menemukan enzim juga menambah kelompok methyl untuk protein yang terlibat dalam memotong dan menempelkan molekul RNA yang nantinya akan dibuat menjadi protein.

Proses cut and paste dikenal sebagai alternative splicing dan memungkinkan sel membuat versi protein yang berbeda seperti yang dilakukan editor film menyambung adegan yang sama dalam memproduksi film dengan ending alternatif. Dengan menambahkan kelompok methyl protein yang terlibat dalam pemilihan tempat dalam memotong molekul RNA, interaksi dengan beberapa situs terpotong menguat. Tidak jelas bagaimana penambahan tag kimia berinteraksi di antara protein dan RNA.

Yanovsky menemukan jam sirkadian mengatur aktivitas PRMT5 pada A. thaliana dan pada gilirannya PRMT5 mengontrol kecepatan jam. Temuan ini indikasi pertama bahwa RNA splicing mengikuti irama sehari-hari. Jam sirkadian pada tumbuhan dan hewan bekerja dengan cara sama, meskipun memiliki generator pendorong berbeda sebagai produk jam dinding dan jam weker. Hewan memang memiliki gen disebut DART5 yang setara dengan PRMT5 pada tanaman.

Dalam usaha untuk mencari tahu apakah RNA splicing pada hewan juga mengontrol jam, Yanovsky dan rekannya melihat lalat buah dengan mutasi gen DART5 membuat lalat bergerak pada waktu yang berbeda daripada normalitas sehari. Jam sirkadian lalat tidak mengontrol produksi enzim, tetapi enzim membantu penyambungan komponen jam dan protein produksi RNA lain.

Kenyataan dua jam dengan roda gigi yang berbeda dari enzim yang sama dalam mengontrol alternative splicing "memunculkan sejumlah pertanyaan evolusioner menarik," kata Stacey Harmer, botaner dari University of California, Davis.

Karena Yanovsky menunjukkan bahwa PRMT5 memainkan hal serupa tetapi tidak identik dalam peran irama harian Arabidopsis dan lalat buah, mekanisme waktu mungkin berevolusi secara terpisah pada tumbuhan dan hewan. Penjelasan ini yang paling mungkin, kata Harmer, tetapi "ada yang menggoda, kemungkinan ada hal yang lain." Satu hipotesis tentang gerakan tumbuhan bahwa mekanisme ini adalah sisa jam kimia purba yang dilakukan oleh nenek moyang bersama tanaman dan hewan, tetapi bukti-bukti yang mendukung hipotesis ini kurang kuat, kata Harmer.
  1. Sabrina E. Sanchez, Ezequiel Petrillo, Esteban J. Beckwith, Xu Zhang, Matias L. Rugnone, C. Esteban Hernando, Juan C. Cuevas, Micaela A. Godoy Herz, Ana Depetris-Chauvin, Craig G. Simpson, John W. S. Brown, Pablo D. Cerdán, Justin O. Borevitz, Paloma Mas, M. Fernanda Ceriani, Alberto R. Kornblihtt, and Marcelo J. Yanovsky. A methyl transferase links the circadian clock to the regulation of alternative splicing, 20 October 2010, DOI:10.1038/nature09470
Kesimpulan.com menerima konten tentang teknologi, sains, lingkungan dan bisnis dari siapa saja. Kami siap untuk publikasi dan press release. Informasi lanjut kunjungi laman ini.

Comments