Caracterización funcional de las proteínas de unión a arn rbp33 y drbd3 como reguladoras de la expresión génica de trypanosoma brucei

Resumen

La regulación post-transcripcional tiene una importancia excepcional en los tripanosomátidos. Muchos de estos organismos causan enfermedades graves en el hombre. Parasitan cíclicamente hospedadores invertebrados y mamíferos y tienen que adaptarse, por tanto, a condiciones muy distintas según se hallen en uno u otro hospedador. El inicio de la transcripción no parece estar regulada en los tripanosomátidos, sino que más bien dependen de fenómenos post-transcripcionales como el procesamiento, recambio, traducción y localización de los RNAs mensajeros (mRNAs) para modelar su proteoma a lo largo del ciclo de vida. Recientemente se ha puesto de manifiesto el enorme potencial de las proteínas de unión a RNA (RBPs) como reguladores post-transcripcionales. Estas proteínas están presentes en todos los organismos, y a menudo sobrepasan en número a los reguladores transcripcionales clásicos. Las RBPs se suelen encontrar asociadas a subconjuntos de mRNAs que codifican proteínas que están relacionadas funcionalmente (operones de RNA) y por tanto, son capaces de regular a la vez muchos mRNAs de forma coordinada. En esta tesis se ha llevado a cabo la caracterización de dos RBPs de Trypanosoma brucei, DRBD3 y RBP33. La proteína TbDRBD3 es una de las pocas proteínas de unión a RNA caracterizadas en T. brucei. Esta proteína es esencial en tripanosomas sanguíneos y procíclicos y se asocia a un conjunto de mRNAs, estabilizándolos (Estevez, 2008; Stern et al, 2009). En esta tesis se ha llevado a cabo el análisis del comportamiento de la proteína DRBD3 bajo diferentes condiciones de estrés. DRBD3 forma parte de un complejo multiproteico que sufre cambios en la localización celular y en la composición del complejo dependiendo del tipo de estrés. DRBD3 se localiza en el citoplasma de las células en condiciones normales pero al aplicar estrés oxidativo por arsenito de sodio, la proteína se transloca al núcleo. Por otra parte, bajo condiciones de estrés nutricional, la proteína se acumula en gránulos de estrés, alterando además la composición del complejo proteico pero manteniendo los mRNAs específicos a los que se une. Estos resultados sugieren que la proteína DRBD3 transporta mRNAs regulados en la célula en forma de complejos ribonucleoproteicos que se remodelan en respuesta a cambios ambientales. La proteína TbRBP33 se localiza principalmente en el núcleo de tripanosomas sanguíneos y procíclicos y es esencial para la supervivencia del parásito en ambas formas de vida. RBP33 se modifica post-traduccionalmente por metilación y fosforilación, aunque las implicaciones funcionales de estas modificaciones todavía no se conocen. RBP33 se asocia a un conjunto de proteínas de las que se han identificado UPF-1 (up-frameshift 1) y la proteína de unión a poli(A) 2 (poly(A) binding protein 2, PABP2). El estudio del transcriptoma de T. brucei en ausencia de la proteína dio lugar a la identificación de transcritos sobreexpresados derivados de genes que codifican proteínas hipotéticas, localizados en regiones de cambio de hebra (SSRs), además de un conjunto de transcritos que codifican las llamadas proteínas RHS. El análisis por microarrays y por secuenciación masiva de los mensajeros asociados a la proteína, nos ha permitido identificar un conjunto de transcritos compuesto por mRNAs que codifican proteínas de membrana y transcritos derivados de regiones que deberían estar silenciadas (SSR convergentes, regiones de cambios de polimerasa, regiones subteloméricas, etc.). Nuestros resultados indican que RBP33 puede tener un papel en la regulación del procesamiento de estos RNAs o en la elongación de la transcripción por la RNA polimerasa II.