Hogyan hat az mRNS-ek kódoló régiójának hossza a növényi NMD hatékonyságára?

Dinnyés Andrea, II. évf.

Témavezető: Dr. Silhavy Dániel tudományos tanácsadó, Növényi RNS biológia csoport vezetője, NAIK-MBK Gödöllő

A nonsense-mediated mRNA decay (NMD) egy evolúciósan konzervált, a transzláció terminációs lépéséhez kapcsolódó minőségszabályozási rendszer, mely a korai stop kodonnal (premature stop codon, PTC) rendelkező hibás mRNS-eket azonosítja és bontja le, ezáltal megakadályozza a csonka, feltételezhetően ártalmas fehérjék felhalmozódását. Korai stop kodon kialakulhat alternatív splicing illetve mutáció eredményeként is. A PTC azonosítása erősen konzervált folyamat. Az általánosan elfogadott NMD modell szerint azt, hogy egy mRNS-t támad-e az NMD, a mRNS 3' nem-transzlálódó régiójának (3’untranslated region, 3'UTR) jellegzetességei határozzák meg. Az eddigi modell szerint kétféle, a PTC következtében kialakuló cisz elem válthatja ki az mRNS NMD általi degradációját: (1) a szokatlanul hosszú 3’ UTR, illetve (2), a 3’UTR-ban jelen lévő intron. Gerinctelenekben és élesztőkben a hosszú 3’UTR-alapú NMD működik, míg emlősökben a 3’UTR-ban elhelyezkedő intronok váltanak ki NMD-t. Növényekben mind a hosszú 3’UTR alapú, mind az intron alapú NMD hatékonyan működik. Nemrég azonban feltárták, hogy a célpont mRNS egyéb tulajdonságai is hatással lehetnek az NMD hatékonyságára. Az ugyanolyan szerkezetű és hosszúságú 3’UTR-ral, de különböző hosszúságú kódoló régióval ( nyílt leolvasási kerettel, open reading frame, ORF) rendelkező NMD célpont mRNS-ek mennyiségét vizsgálva azt találták, hogy Saccharomyces cerevisiae-ben az ORF hossza is befolyással van az NMD hatékonyságára. Minél rövidebb volt az ORF, annál hatékonyabban bontotta az NMD a transzkriptumot. Felmerülhet a kérdés, hogy vajon a kódoló rész hossza más eukariótákban is befolyásolja-e az NMD hatékonyságát? Munkám során erre próbáltam választ találni a növényi NMD esetében. Azonos 3’UTR szerkezettel, de különböző hosszúságú kódoló régióval rendelkező NMD célpont mRNS-ek felhalmozódását hasonlítottuk össze vad, illetve NMD inaktivált dohány levelekben. Eredményeink szerint az ORF méretének van ugyan hatása a hosszú 3’UTR alapú növényi NMD hatékonyságára, de ez a hatás 5%-os szint mellett nem tekinthető szignifikánsnak. Azaz, ha befolyásolja is a növényi NMD hatékonyságát a kódoló régió hossza, ez a hatás igen gyenge.

szerző

Dinnyés Andrea
biomérnöki
nappali

konzulens

Silhavy Dániel
Növényi RNS Biológia csoport, csoportvezető, Mezőgazdasági Biotechnológiai Kutatóintézet (külső)

helyezés

III. helyezett