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Bioq 2006 Expresión Genetica Clase 22
carlos tello instrumentacion quirurgica taller 1
Investigacion y Ciencia - Temas 59 - Que Es Un Gen
COMPOSICION DE LA CELULA.pdf
PDF Macromoléculas
Fundamentos de biologia. Freeman, Scott
Relatoria Adn 1
Un nuevo mundo de las proteínas de unión a ARN
Matthias W. Hentze 1, Alfredo Castello 2, Thomas Schwarzl 1 y Thomas Preiss 3,4
Resumen | proteínas de unión a ARN (prácticas comerciales restrictivas) son típicamente considerados como proteínas que se unen ARN a
través de uno o varios dominios globulares de unión a ARN (RBDS) y cambiar el destino o función de los ARN unidos. Varios cientos de
tales prácticas comerciales restrictivas que se han descubierto e investigado en los últimos años. Estudios recientes en todo el proteoma
han más que duplicado el número de proteínas implicadas en la unión a ARN y descubrió cientos de prácticas comerciales restrictivas
adicionales que carecen de RBD convencionales. En esta revisión, se discuten estas nuevas prácticas comerciales restrictivas y la
comprensión emergente de sus modos inesperados de unión de ARN, que pueden ser mediados por regiones intrínsecamente
desordenadas, interfaces de interacción proteína-proteína y núcleos enzimáticos, entre otros. También se discuten los objetivos de ARN y
funciones moleculares y celulares de las nuevas prácticas comerciales restrictivas,
O maravilla! regiones - 5 'y 3' regiones no traducidas (UTRs) y la región de codificación - son a
ARN motivo de reconocimiento
(RRM). Un dominio de unión al ARN de ~ 90 ¿Cuántas criaturas hermosas son que hay aquí! ¿Cómo es bella veces cubiertos o expuestos, ayudando de este modo el mRNA para el progreso a
aminoácidos que se pliega en dos α- hélices la humanidad! O nuevo mundo, la gente que tiene tan In't. través de las diferentes etapas de su vida 14. Los procesos que conducen a cambios
empaquetadas contra una de cuatro hebras
en la composición RNP han sido comparados con los que participan en la
dinámica de la cromatina 15,16. En consecuencia, modificaciones post-traduccionales
β- hoja, que interactúan con el
William Shakespeare, La tempestad, Acto V, escena I, 'El discurso de (PTMs) de las prácticas comerciales restrictivas, las
1 Laboratorio Europeo de Biología
epitranscriptome y la acción de helicasas de ARN dependientes de ATP lleva a
Molecular, Meyerhofstrasse 1, 69117 Una proteína de unión al ARN 'convencional' (RBP) ipates ticipantes en la la remodelación RNP dinámico.
Heidelberg, Alemania. formación de ribonucleoproteína (RNP) complejos que están involucrados El concepto de que las prácticas comerciales restrictivas regular diversos
principalmente en el gen expre- sión 1 ( HIGO. 1a). El RBP hace mediante la aspectos de la función del ARN tiene una amplia aplicabilidad pero no universal,
2 Departamento de Bioquímica, Universidad
unión a la secuencia de motivos y / o estructurales en el ARN a través de según lo indicado por las nuevas pruebas de varias fuentes. En primer lugar,
de Oxford, South Parks Road, Oxford OX1
ciones combin- modulares de un conjunto limitado de dominios de unión múltiples, gránulos RNP membrana menos visibles al microscopio se han
3QU, Reino Unido
estructuralmente bien definidas de ARN (RBDs) 2 tales como el motivo de caracterizado en diferentes tipos de células y compartimentos celulares 17,18. Éstas
3 Laboratorio Europeo de Biología reconocimiento de ARN ( RRM) 3, dominio de homología hnRNP K ( KH) 4 o caja DEAD helicasa dominio
Molecular-Australia Colaborador de
5. Estas afirmaciones representan décadas de conocimiento acumulado, que Cajal órganos y paraspeckles en el núcleo, así como
Grupo, Departamento de Ciencias del
incluye datos estructurales celular, bioquímica e. Sin embargo, los procesamiento (P -) cuerpos y gránulos de estrés en el citoplasma. El término 'gránulo' es
Genoma, la Escuela John Curtin de
Investigación Médica, la Universidad recientes avances en la determinación de las estructuras de las grandes algo de un nombre inapropiado ya que varios de estos cuerpos RNP ahora se
Nacional de Australia, Acton (Canberra) máquinas RNP como el ribosoma 6-8 y spliceosome 9-11 revelar la existencia de ha demostrado que formar por
Australian Capital Territory 2601, interacciones proteína-ARN complejas que no requieren RBDs canónicas. la separación de fases líquido-líquido pensado para ser accionado por el
Este hallazgo sugiere que la unión no convencionales tales ARN es un regiones intrínsecamente desordenadas ( IDRs) de sus prácticas comerciales restrictivas
fenómeno más amplio de lo previsto. constituyentes 19,20. Su composición dinámica y estructura amorfa siguen siendo
4 Victor Chang Instituto de desconcertante, y fun- ciones bien definidas aún no se han asignado a la
Investigación Cardiaca, formación de estos cuerpos RNP. En segundo lugar, el descubrimiento de la
Darlinghurst (Sydney), Nueva
existencia de un gran número de ARN largos no codificantes ( lncRNAs) provocó
Gales del Sur 2010, Australia.
Un supuesto ampliamente extendida es que las prácticas comerciales intensos esfuerzos para descubrir sus funciones 21,22. Muchos ARN lnc- se supone
restrictivas con alta afinidad y / o especificidad por sus dianas son más propensos a actualmente para participar en el reclutamiento de factores de transcripción o
tener (comprobables) funciones biológicas 12. complejos de la cromatina modificadores a la cromatina o de otra manera
MWH o TP
hentze@embl.de ; También implícita en este punto de vista convencional de las prácticas comerciales organizar, andamio o inhibir los complejos de proteínas 23,24. Estas funciones se
thomas.preiss@anu.edu.au restrictivas es que deben actuar para alterar el destino o la función del ARN 13. En una rompen con la convención por lo que indica que los ARN pueden regular
revisión reciente, las prácticas comerciales restrictivas se describieron como 'la ropa
doi: 10.1038 / nrm.2017.130
Publicado en Internet el 17 Ene 2018 de ARNm de la', que aseguran que diferentes ARNm
Nature Reviews | Molecular Cell Biology AVANCE LÍNEA DE PUBLICACIÓN | 1
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REV EWS
un RBP que actúa sobre el ARN segundo ARN que actúa sobre las prácticas comerciales restrictivascaja DEAD helicasa y algunos dominios de dedos de zinc estaban fuertemente
enriquecido, lo que demuestra la solidez técnica del método.
Aproximadamente la mitad de las proteínas en cada interactoma ARN
ARN vinculante de carecía de RBD conocidos, y cientos ninguna nave había sabido relación con la
ARN vinculante dominio?
biología del ARN. Curiosamente, ambos estudios revelaron funciones biológicas
comunes y fun- ciones moleculares entre las proteínas recién descubiertas,
ARN incluyendo
metabolismo intermediario, progresión del ciclo celular, respuesta antiviral,
organización husillo y metabolismo de las proteínas (chaperones y prolil cis-trans
Tratamiento Estabilidad Localización Función Localización isomerasas), entre otros 39,40. El descubrimiento de la actividad de unión al
Modificación Traducción Interacción Estabilidad
ARN en proteínas implicadas en los procesos biológicos sin relación ent
Figura 1 | crosstalk funcional entre las proteínas y de ARN. un | Una proteína de unión al ARN (RBP) puede interactuar con el apa- a la biología del ARN ( 'enigmRBPs') sugirió la existencia de
Nature Reviews | Biología Molecular Cell
ARN a través de dominios de unión a ARN definidos para regular el metabolismo del RNA y la función. segundo | A la inversa, el interacciones inexploradas entre la expresión génica y otros procesos
ARN se puede unir a la RBP afectar a su destino y función.
biológicos. Alrededor de dos docenas de estos enigmRBPs fueron
validados por los enfoques Gonal orto- 39,40,42; siete de ellos se analizaron
mediante inmunoprecipitación seguida de la secuenciación de ARN unido,
demostrando que estas proteínas interaccionan específicamente con
función RBP en lugar de ser regulados por las prácticas comerciales restrictivas ( HIGO. 1b).
dominio de homología hnRNP K
Por último, varios enfoques imparciales para identificar las prácticas comerciales grupos distintos de ARN 39,40 y ejercer funciones biológicas definidas.
(KH). Un dominio de unión al ARN de ~ 70 restrictivas en todo el proteoma se han desarrollado recientemente, produciendo
aminoácidos que se dobla en tres α- hélices una creciente colección de teomes pro de unión al ARN de múltiples organismos y
empaquetadas contra un tres de cadena
contextos celulares. Estos compendios identifican persistentemente un gran número
de nuevas prácticas comerciales restrictivas 25 que la convención del desafio por RIC fue desde aplicó a muestras de diversas fuentes
β- hoja. RNA se une a una hendidura
hidrófoba formada entre dos núcleo α- carecer de RBD discernibles, funciones celulares establecidas que los vinculan a la (FIGURA 2), normalmente la identificación de cientos de prácticas comerciales
hélices y un bucle GxxG que las biología del ARN de una manera directa o ambos. restrictivas activos. Las fuentes incluyen varios humana adicional 39,40,43-45 y líneas
interconecta. celulares de ratón 46-48, levadura en ciernes 44,49,50, los parásitos lar unicellu- Leishmania
Las características y funciones de las prácticas comerciales restrictivas clásicos donovani 51, Plasmodium falci- Parum 52 y Trypanosoma brucei 53, así como plantas 54-56,
han sido discutidos por expertos en las revisiones citadas anteriormente y otras
caja DEAD helicasa
helicasas de ARN con dos dominios muy publicaciones recientes 26-29. En esta revisión, nos centramos principalmente en los moscas 57,58, lombrices 50 y pescado 59. Los conjuntos de prácticas comerciales
similares que se asemejan a la desafíos planteados por las prácticas comerciales restrictivas no convencionales, restrictivas de diferentes orígenes cada uno de enriquecimiento ofrecido tación de
recombinasa bacteriana A y contienen la
sus métodos de descubrimiento y la comprensión emergente de sus modos de anno- relacionados entre sí (ARN La información suplementaria S1 (Figura)), y
secuencia conservada Asp-Glu-Ala-Asp
unión a ARN, ARN objetivos y sus funciones moleculares y celulares. Vamos a ortogonales métodos se utilizan normalmente para validar algunas de las prácticas
(DEAD). ARN se une a través de ambos
dominios de helicasa. contrastar e integrar estos con lo que sabemos sobre las prácticas comerciales comerciales restrictivas descubierto inesperadamente, incluyendo
restrictivas clásicos. inmunoprecipitación de proteínas de fusión GFP-RBP y detección de co-aislado poli
A ARN () con oligo sondas fluorescente (dT) 40,42,50, la reticulación y la precipitación
inmuno (CLIP) seguido de marcaje radiactivo 5 'del ARN por quinasa T4 de
Los, químicamente diversas modificaciones de
ARN colectivos encontraron en un transcriptoma.
La era de interactomes ARN nucleótidos poli (PNK) 39,44,46,47,57,58,
Muchas de las modificaciones cumplen funciones Desde el descubrimiento a principios de 1990 de varias bolic enzimas meta-
reguladoras. 'moonlighting' en la actividad de unión al ARN, se ha hecho evidente que la PCR de transcripción inversa 50 o secuenciación 39,40,44. El uso de anotación
naturaleza número y la diversidad de las prácticas comerciales restrictivas haber actualizado, hemos recopilado aquí todos interactomes ARN publicados en
sido subestimado 30-33. La lista de las prácticas comerciales restrictivas no superseries para RBP Homo sapiens
Cajal órganos
estructuras subnuclear membrana menos convencionales ha crecido gradualmente durante las décadas, instando al desarrollo (1.914 prácticas comerciales restrictivas en total), Mus musculus ( 1393), myces
involucrados en múltiples aspectos del de métodos para identificar las prácticas comerciales restrictivas manera integral en Saccharo- cerevisiae ( 1273), Drosophila melanogaster ( 777),
metabolismo de ARN nuclear. las células vivas. Arabidopsis thaliana ( 719) y Caenorhab Ditis elegans
(593) ( HIGO. 2a; La información suplementaria S2 ( mesa)). Estos conjuntos de datos
enfoques experimentales para la catalogación de proteínas de unión a ARN. In representan un recurso compartido a la mía y las prácticas comerciales restrictivas
partículas de ribonucleoproteína de la vitro métodos que utilizan ya sea sondas de ARN ized immobil- o proteínas identificados selectivamente ( HIGO. 2b-f). El análisis de los supersets RBP identificado
función mal definido en el dispuestas identificado multi- ples novedosos prácticas comerciales restrictivas 34-37. Más eucariota 'núcleo' prácticas comerciales restrictivas comunes, 44.
nucleoplasma de células de mamífero.
recientemente, la captura de ARN interactoma (RIC) fue desarrollado como una en Para ilustrar esto aún más, se realizó El análisis InParanoid 60,61, que produjo un
vivo método que se centra en las interacciones proteína-ARN nativos ( CAJA 1). alto número de grupos orthologue, especialmente entre los mamíferos,
Procesamiento (P -) cuerpos como era de esperar decreas- ing en organismos más distantes
focos Microscópicamente visible en el conlleva reticulación ultravioleta de las prácticas comerciales restrictivas a ARN en células evolutivos ( HIGO. 2 g, h).
citoplasma de vivas, seguido por captura colectiva de RNPs con ARN poli adenilado (poli (A)) en En general, las anotaciones de las prácticas comerciales restrictivas evolutivamente
células eucariotas que contienen
oligo (dT) perlas e identificación de proteínas por espectrometría de masas conservadas tienden a ser más ARN relacionada con que los de las prácticas
mRNAs y el silenciamiento y rotación
cuantitativa metría (Q-MS) 38. RIC dio 860 y 791 prácticas comerciales restrictivas a comerciales restrictivas con la expresión o actividad específica del tipo celular o
factores ARNm.
partir de células HeLa y HEK293 humanos, respectivamente 39,40. Ambos interactomes organismo específico.
gránulos de estrés ARN se superponen considerablemente, con 543 prácticas comerciales restrictivas Los análisis de conjuntos de datos RBP proporcionan nuevos conocimientos
agregados citoplasmáticos de complejos de
compartidos y el enriquecimiento de la expresión de genes ontología 'de unión de sobre la funcionalidad de las prácticas comerciales restrictivas. Por ejemplo, la
iniciación de traducción estancadas en
ARN' ( ÁRBITRO. 41). Se detectó la mayoría de las prácticas comerciales restrictivas célula madre embrionarias de ratón (mESC) interactome ARN se enriquece en
células eucariotas que son inducidos por
diferentes formas de estrés celular. bien establecidos, y RBD clásicos, como el mecanismo de reacción rápida, KH, proteínas con expresión diferencial Duran- diferenciación, lo que sugiere que las
prácticas comerciales restrictivas están regulados
2 | La publicación anticipada LÍNEA www.nature.com/nrm
durante la transición de un pluripotentes a una célula entiated diferen- 46. En particular, células madre pluripotentes 46. RIC en combinación con el fraccionamiento nuclear
la separación de fases
líquido-líquido los componentes de la red scriptional tran- del MYC proto-oncogén fueron identificado el repertorio de las prácticas comerciales restrictivas nucleares de las
A (bio) proceso físico mediante el cual se enriquecidos en mESC prácticas comerciales restrictivas, lo que sugiere que las células mieloides de leucemia K562; De éstas, las prácticas comerciales restrictivas
forman los compartimentos de membrana
prácticas comerciales restrictivas contri- UTE a la aplicación de las decisiones del recién dis- cubiertos fueron enriquecidos para los componentes de la red de
menos dentro de las células en forma de
destino celular MYC-dependiente. Además, las prácticas comerciales restrictivas interacción p53 62.
gotitas de fases separadas, líquido-similares.
mESC se upregulated significativamente durante los primeros 3 días de enzimas de ARN modificadores también forman consistentemente parte de los
reprogramación de fibroblastos embrionarios de ratón (MEFs) en inducida compendios de ARN interactome. Por ejemplo, el interactome ARN cardiomiocitos
contiene 29 prácticas comerciales restrictivas
regiones intrínsecamente
(IDR). Las áreas dentro de las proteínas nativas
que carecen de estructura secundaria o terciaria Recuadro 1 | enfoques técnicos para el estudio de las interacciones proteína-ARN
estable y por lo tanto aparecen desplegada.
A continuación, se discuten varios in vitro y en vivo los enfoques para el análisis de todo el sistema de las interacciones proteína-ARN.
identificación de todo el sistema de las proteínas de unión a ARN in vitro. Un enfoque para la identificación de proteínas de unión a ARN (prácticas comerciales restrictivas)
Largos ARNs no codificantes
in vitro usos inmovilizado sondas de ARN como cebo que se incuban con extractos celulares y se sometieron a espectrometría de masas cuantitativa (Q-MS) para identificar las prácticas
(LncRNAs). ARN más largo de 200
comerciales restrictivas 34. El uso de regiones no traducidas de ARNm como cebo identificó una docena de proteínas en el extracto de HeLa que diferencialmente unidos al cebo, varios de los
nucleótidos sin potencial de
cuales eran nuevas prácticas comerciales restrictivas 34. De manera similar, la incubación de un conjunto de cebo precursor microRNA con múltiples diferentes lisados ​de células produjo ~ 180
codificación de proteína anotada.
prácticas comerciales restrictivas con especificidades distintas 37. En un segundo enfoque, las proteínas desplegadas se utilizan como cebo y se incubaron con el ARN celular marcado con
fluorescencia. La unión de ARN se determina midiendo la intensidad de fluorescencia en cada mancha de proteína individual, análoga a microarrays de ADN. Dos de tales pantallas de todo el
reticulación ultravioleta proteoma identificaron 180 ( ÁRBITRO. 34) y 68 ( ÁRBITRO. 35) Prácticas comerciales restrictivas de levadura, respectivamente. En un tercer enfoque, se purificó poliadenilado (poli (A)) el ARN
Un método que utiliza irradiación de luz celular se inmoviliza sobre oligo (dT) perlas magnéticas y después de la incubación con extracto de células, las proteínas unidas se analizaron mediante Q-MS 36. Este enfoque identificado 88
ultravioleta in vitro o en las células vivas proteínas en su mayoría muy abundantes, de los cuales 22 eran conocidos prácticas comerciales restrictivas.
para conectar covalentemente proteínas y
ARN que están situados en estrecha
proximidad entre sí. Identificación de repertorios de proteínas de unión a ARN in vivo por la captura de RNA interactome. En este enfoque, irradiación de luz ultravioleta de las células cultivadas u
organismos une covalentemente proteínas a ARN posicionado en la proximidad directa. Esta irradiación es seguido por la desnaturalización de la lisis celular, captura colectiva de
todos los ribonucleoproteínas formados con ARN poli (A) en oligo (dT) y perlas de identificación de proteínas por Q-MS 38 ( ver la figura, parte un). Tanto la reticulación convencional
dominios de dedos de zinc y fotoactivable reticulación ribonucleósido-mejorado (PAR-CL) se pueden utilizar 97. El primero se basa en la excitabilidad natural de bases de nucleósidos por 254 nm de luz
dominios de proteína que pueden mediar
ultravioleta, que genera radicales libres de vida corta que atacan a los aminoácidos en las proximidades, formando de este modo enlaces covalentes 146. Por el contrario, PAR-CL
interacciones con ADN, ARN o proteínas,
utiliza el análogo de nucleósido 4-tiouridina (4SU), que se toma por las células cultivadas y se incorpora en los ARN nacientes. La reticulación se consigue entonces mediante
dependiendo de su subclase Zinc
irradiación con luz ultravioleta a 365 nm ( ÁRBITRO. 97). Otro estudio utilizó PAR-CL con 4SU en combinación con 6-tioguanosina etiquetado 39, la explotación de las transiciones-U-a
C que se producen como consecuencia de la reticulación entre 4SU y el RBP a globalmente analizar la interactome ARN. El protocolo se ha adaptado a diferentes sistemas
metabolismo intermediario modelo 44,49,50,54-58 y puede ser utilizado para monitorizar la asociación diferencial de las prácticas comerciales restrictivas con RNA bajo diferentes condiciones fisiológicas o en
Un término colectivo para los procesos respuesta a señales biológicas 48,57, así como para identificar las prácticas comerciales restrictivas en diferentes compartimentos subcelulares 62.
metabólicos que convierten nutrientes en
El análisis InParanoid inmunoprecipitación reticulación mejorada (ECLIP). Este método se utiliza para determinar las huellas de unión de un RBP dado en sus ARN diana con una resolución de un solo
Un método para detectar orthologues y nucleótido 99.127. irradiación de luz ultravioleta de células vivas es seguido por la lisis celular y digestión limitada a ARN fragmento. complejos de proteínas-ARN se
en-paralogue grupos de genes a través de inmunoprecipitaron con un anticuerpo contra la RBP en estudio. El material inmunoprecipitado se resuelve mediante electroforesis en gel desnaturalizante, el ARN se recupera y
diferentes especies, a menudo distantes. se somete a transcripción inversa en cDNA y las regiones unidas por el RBP se identifican por secuenciación de alto rendimiento (véase la figura, parte segundo). Debido a la
transcripción inversa a menudo atasca en el sitio de la proteína-ARN de reticulación, ECLIP ofrece una resolución de un solo nucleótido. TAG-ECLIP incluye una inserción
mediada por CRISPR-Cas9 de una etiqueta de afinidad carboxi-terminal en el gen endógeno RBP, evitando así la necesidad de anticuerpos-RBP específica 147. En combinación
con el uso de varios cientos de anticuerpos de inmunoprecipitación-probado contra las prácticas comerciales restrictivas conocidas 75, el método ECLIP ha producido ARN
conjuntos de objetivo para un número creciente de las prácticas comerciales restrictivas, que son accesibles a https://www.encodeproject.org . Entre las 122 proteínas con datos
ECLIP disponibles, 34 carecen de dominios clásicos de unión a ARN.
un Etiquetado La irradiación ultravioleta
complejo RBP
desnaturalizado RNasa
AA TTTT
Núcleo Oligo (dT)
Oligo (dT) de proteómica
El poli (A) RNA reticulación captura cuantitativa
segundo La inmunoprecipitación y 3 ' ligadura 5 ' ligación del
de adaptador Transcripción adaptador y
inversa PCR
La lisis celular y tratamiento selección de tamaño Complex y
con RNasa tratamiento con proteinasa K
Nature Reviews | Molecular Cell Biology AVANCE LÍNEA DE PUBLICACIÓN | 3
un Prácticas comerciales restrictivas fi cados
1,3931,273
segundo Homo sapiens las prácticas comerciales restrictivas
Número o tamaño de las
777 719 593
227 155 79 64 50
conjuntos de datos: 668231 1 de
conjunto 1 1datos 1
serRIC HeLa-RNP SG
de HeLa-K562-RBDmap
us ens s rio ei
ul i r an re iu RIC-HuH7
c p a e t e g o uc od i
us sa visi a s e le
a n i br s m an HEK293-RIC
m o e g i s n a a la ov
us o m e r n o d it l ia D m P n HeLa-RIC
c a b a o do
es el ha th os um ia
yc m or sis an ar an
o m h ila a en dop r yp l c ip m La intersección de conjuntos de datos
op ish
el tamaño del conjunto de datos
C ab fa
cc os Ar Le
No en intersección
do Mus musculus las prácticas comerciales restrictivas re Saccharomyces cerevisiae las prácticas comerciales restrictivas
tamaño de intersección
MEF-RIC levadura-BioRadArray
HL-1-RBDmap Levadura-MS de
mESC-RIC
RAW264.7-RIC levadura-RNP SG
mESC-NRIC levadura levadura RIC-RNP SG. PAR-CL
HL-1-RIC CL-levadura-ProtoArray
500 1000 0 RIC.PAR
Levadura-mRBPome levadura
mi Drosophila melanogaster las prácticas comerciales restrictivas F Arabidopsis thaliana las prácticas comerciales restrictivas gramo InParanoid comparación 6 clúster
443 311 396 363 248
256 212 309
10 29 380
transición cigóticos embrión
Embrión materno-a- 855 766 Homo sapiens Saccharomyces
cultivos de suspensión celular y las hojas de 4 días las
plantas de semillero descoloridas hoja protoplastos de
h ortólogos humanos
elegans * * de Arabidopsis thaliana
melanogaster * Caenorhabditis
Caenorhabditis elegans Drosophila
Homo sapiens Mus musculus * *
el tamaño del * ortólogos humanos
4 | La publicación anticipada LÍNEA www.nature.com/nrm
anotado de 5-metilcitosina, norte 6- metiladenosina y pseudouridine Computacional se acerca a la catalogación de ARN-proteínas de unión. Recientemente,
parcela molesto
Una parcela utiliza para visualizar el tamaño modificaciones, así como la edición de adenosina a inosina 47. Tales se ha definido un conjunto de 1.542 prácticas comerciales restrictivas humanos
total y se superpone de diversos conjuntos de modificaciones de ARN pueden afectar a las interacciones ARN-proteína (7,5% del proteoma) mediante el uso de análisis computacional que requerían una
o modular la función del ARN 63,64 ( Recuadro 2). proteína para albergar RBDs conocidos o otro dominio características ISTIC
carácter de proteínas con funciones de ARN-relacionados 70.
conjunto de datos PPI BioPlex
Una colección completa de las redes de
Las enzimas metabólicas se identifican de forma recurrente como las
interacción proteína-proteína generados prácticas comerciales restrictivas. Nuestra meta-análisis reveló 71 tales Este enfoque se complementó con manual de curación para agregar falta pero las
por enfoques experimentales. enzimas metabólicas pluriempleo como prácticas comerciales restrictivas en prácticas comerciales restrictivas o componentes proteicos de RNPs conocidos bien
los seres humanos, 104 en el ratón y 132 en interactomes de ARN de documentado y para eliminar las proteínas con funciones de ARN-no relacionado
levadura ( hombres suplementos información tario S2 (Tabla)), con lo que establecidos. Los miembros de este conjunto de prácticas comerciales restrictivas
sustan- cialmente la expansión de una lista de alrededor de 20 enzimas tienden a ser expresados ​de manera ubicua través de los tejidos, lo que sugiere que
metabólicas de unión a ARN descubiertas anteriormente por clásico, técnicas tienen un papel de limpieza. Este conjunto se solapa bien con los interactomes de
de bajo rendimiento 65-67. En conjunto, estas enzimas metabólicas RBP- duales ARN humanos experimentalmente deter- minadas ( informa- ción S1 (figura)). Sin
representan un ancho de vías metabólicas, con diferencias interesantes en las embargo, este enfoque computacional podría gener comió resultados falsos
vías en las que predomina en función del material de origen. Por ejemplo, el positivos para dos tipos de proteínas: aquellos con RBDs clasificados que per-
interactome ARN de las células Huh7 de hepatocitos humanos incluye forman funciones no de unión a ARN 71 o los que inter acto con ARN indirectamente a
numerosas enzimas que funcionan en la glucólisis y otras vías del través de interacciones con las prácticas comerciales restrictivas directos, como Y14
metabolismo intermediario 44,50; Esto probablemente se relaciona con el papel (también conocidos como RBM8A) del complejo ción junc exón 72. Un dominio de
metabólico importante de hepatocitos 44. El interactome ARN HL-1 búsqueda similar o automático- Algor búsqueda ITHM fue aplicado recientemente a P.
cardiomiocitos exhibe una alta proporción de enzimas metabólicas falci- Parum y produjo 924 prácticas comerciales restrictivas 52, que es una
mitocondriales 47, refle- ing su alto contenido de energía y necesidades sorprendentemente alta fracción (18,1%) del número relativamente pequeño de
mitocondriales. Muchas de estas enzimas metabólicas de unión al ARN fueron genes codificantes de proteínas de este parásito de la malaria que causan.
validados por los enfoques ortogonales 40,44,45,47, incluyendo fraccionamiento
mitocondrial seguida por el ensayo de PNK 47.
La propensión de las prácticas comerciales restrictivas para interactuar con
otras prácticas comerciales restrictivas, ya sea directamente o a través de los ARN
Curiosamente, algunas de estas enzimas interactúan con su propio ARNm 50, quizás
de puente, fue explotada para identificar nuevos prácticas comerciales restrictivas 40,73,74.
haciendo alusión a la existencia de bucles de retroalimentación negativa de La clasificación algor- ITHM, denominado 'de máquinas de vectores de soporte
interacciones afines enzima-mRNA bajo condiciones de sustrato o la obtenido a partir de vecino campana prácticas comerciales restrictivas asociado'
privación cofactor, tal como se propone anteriormente 65-69. Por lo tanto, el (SONAR), evalúa cada proteína contra los datos de interacción proteína-proteína
ARN de unión por enzimas metabólicas parece ser común y ampliamente (PPI) y calcula su puntuación de clasificación RBP. El ITHM Algor fue entrenado en
conservada. conjuntos de prácticas comerciales restrictivas humanos a partir del provecho
fuentes capaces 40,70,75, donde se determinaron las parejas de interacción de cada
proteína mediante el uso de la
conjunto de datos PPI BioPlex 76, que incluye muchos miles de experi mentalmente IBP
◀ Figura 2 | Comparación de interactomes ARN publicados. Nos estrictamente comisariado y actualizamos las anotaciones de proteínas
determinados. Conjuntos de SONAR- predijeron se establecieron las prácticas
de unión a ARN (prácticas comerciales restrictivas) identificados a partir de diversas fuentes, que figuran en la información S2 (tabla). un |
comerciales restrictivas para los humanos (1.784 proteínas), D. melanogaster ( 489) y
Superconjuntos de las prácticas comerciales restrictivas identificados por la combinación de diferentes estudios de detección RBP en
diferentes líneas celulares y organismos. ( bh) Los diagramas de Venn y parcelas molesto 156 que muestra las intersecciones entre diferentes S. cerevisiae ( 745); éstos concuerdan bien con los conjuntos RBP determinados
conjuntos RBP. segundo | Prácticas comerciales restrictivas humanos. ARN captura interactoma (RIC; CAJA 1) ya sea con la reticulación experimentalmente ( La información suplementaria S1 (figura)). SONAR puede
convencional de luz ultravioleta (CCL) o fotoactivable reticulación ribonucleósido-mejorado (PAR-CL) se aplicó a cáncer de cuello uterino aplicarse fácilmente a cualquier organismo, siempre que se disponga de datos de
(HeLa) 40, de riñón embrionario (HEK293) 39,40, hepatocitos (HuH7) 44 y leucemia mieloide (K562) 62 líneas de células. Las células HeLa se PPI sustanciales; Por lo tanto, SONAR tiene las mismas limitaciones que cualquier
separado también sometidos a RBDmap 45 y RNP xl ( ÁRBITRO. 43). Los conjuntos de datos humanos altamente superponen, probablemente enfoque basado en proteómica, incluyendo la profundidad de los datos de PPI que
debido a la prevalencia de líneas de células establecidas desde hace tiempo como material de origen. do | Prácticas comerciales
están disponibles. Además, se pueden producir falsos positivos porque las proteínas
restrictivas murino. RIC se aplicó a fibroblastos embrionarios de ratón primario (MEFs) 85, ratón células madre embrionarias (mESCs) y
que interactúan con las prácticas comerciales restrictivas no son siempre prácticas
macrófagos (RAW264.7) 48.
comerciales restrictivas sí mismos 72.
HL-1 cardiomiocitos fueron sometidos a ambos RIC y RBDmap 45. re | Las prácticas comerciales restrictivas en ciernes de levadura. Dos
estudios se utiliza tanto in vitro arrays de proteínas o de oligo (dT) pantallas de captura para identificar las prácticas comerciales restrictivas 35.36,
y tres en vivo interactomes RNA se generaron usando CCL 49,50 o PAR-CL 44. La plasticidad de proteomas de unión a ARN
RNP SG se utilizó con dos enfoques de reticulación 43. La diversidad de los enfoques técnicos aplicados probablemente explica la disparidad en la Biología es dinámica: la unión de las prácticas comerciales restrictivas a ARN
cobertura y la superposición. mi | Prácticas comerciales restrictivas mosca de la fruta. RIC se aplica a través del uso de la CCL 57, o ambos cambios constantemente con-, y la composición del RNA inter- actomes es
CCL y PAR-CL 58 sobre los embriones sometidos a la transición de la madre-a cigóticos. Junto con las diferencias en los enfoques de dependiente del contexto y responde a los estímulos. Mientras que un subconjunto
espectrometría de masas (MS), esto probablemente subyace en la superposición moderada. F | Las prácticas comerciales restrictivas de
de las prácticas comerciales restrictivas 'limpieza' podría ser constitutiva y ubicua
plantas. RIC se realizó en diferentes fuentes de plantas, incluyendo cultivos de células de suspensión y las hojas 54, plántulas ahiladas 55 y
activa 70, muchas prácticas comerciales restrictivas tienen patrones de expresión más
protoplastos de mesófilo de la hoja 56. Dadas las fuentes heterogéneas, los tres conjuntos de datos coinciden razonablemente bien con los
restringida y / o su ARN vinculante actividad puede ser regulada, por ejemplo, por
demás. Las tasas de identificación RBP inferiores sugieren limitaciones de reticulación ultravioleta, probablemente debido a la presencia de
PTM 77-79, la unión del cofactor 80 o IBP 81. Por otra parte, algunas prácticas comerciales
una pared celular y / o pigmentos que absorben el ultravioleta. gramo | comparaciones por pares de racimos de análisis Inparanoid entre los
restrictivas pueden 'cruzarse de brazos' por falta de sus objetivos de ARN 82-84.
seres humanos, ratones y levadura. h | parcela molesto que muestra la superposición entre el superconjunto humana de las prácticas
comerciales restrictivas y ortólogos humanos. NRIC, RIC nuclear.
Por ejemplo, los sensores celulares contra la infección viral, tales como el
interferón-inducida, activada por ARN bicatenario
Nature Reviews | Molecular Cell Biology AVANCE LÍNEA DE PUBLICACIÓN | 5
Para determinar si la unión de ARN diferencial era debido a alteraciones en
Recuadro 2 | Control global de ARN de unión por modificaciones de ARN
los niveles de proteína, los proteomas totales se determinaron también en
norte 6- Metiladenosina (m 6 A) es la modificación interna más abundante en los ARNm eucariotas, con un número diverso y paralelo. Comparación de los datos proteoma enteros interactome ARN y reveló
creciente de funciones celulares asignados. YT521-B homología (YTH) las proteínas de dominio son m 6 A 'de los lectores; es
la existencia de tres clases de prácticas comerciales restrictivas: clase 1 (1015
decir, que específicamente reconocen y se unen m 6 Un contienen regiones de ARNm para afectar mRNA de empalme, la
proteínas) no mostraron cambios significativos durante MZT en ARN de unión o
exportación nuclear, la traducción o el volumen de negocios 63,64. Los efectos precisos de m 6 Una unión se determinan por la
abundancia total; clase 2 (78 teins pro) mostró cambios proporcionales en ambos
proteína YTH reclutados y por el contexto mRNA de la modificación. Las proteínas que contienen el dominio YTH YTHDC1,
medidores para-, lo que sugiere que el ARN unión diferencial era debido a los
YTHDC2, YTHDF1, YTHDF2 y YTHDF3 se presentan constantemente en ambos conjuntos de datos interactome de ARN
niveles de proteína alteradas; y clase 3 (38 proteínas) mostraron un claro cambio
humanos y de ratón. El proteoma de unión al ARN de Arabidopsis thaliana contiene la mayoría de proteínas de dominio YTH de
la planta, incluyendo 30-kDa de escisión y la especificidad de poliadenilación factor de 30 (CPSF30), posiblemente explicar la en el ARN de unión sin un cambio correspon- diente en RBP abundancia, lo que
existencia de un enlace específico de la planta entre m 6 A y mRNA de escisión 55. El reclutamiento de YTHDF1 a m 6 A los sitios implica una ción modula- en la capacidad de estas proteínas para interactuar con
en el 3 ' región no traducida (UTR) de los ARNm humanos mejora su traducción, probablemente a través de interacciones con ARN. Estas prácticas comerciales restrictivas fueron así doblados 'aglutinantes
subunidades de la traducción eucariótica factor de iniciación de 3 (eIF3) 148. Por el contrario, en fibroblastos embrionarios dinámicos; que incluyen ocho factores de empalme conocidos, de los cuales siete
murinos, YTHDF2 unión al 5 ' UTRs de mRNAs de respuesta de choque térmico bloquea su desmetilación durante el choque se unen ARN más ávidamente en embriones de pre-MZT 57. Estos hallazgos
térmico, facilitando así la traducción selectiva en el citoplasma a través de la unión directa de eIF3 a la m 6 A los sitios 149. Más en
ampliamente coinciden con un análisis de expresión y localización de los ARNm
general, YTHDF2 citoplásmico se une m 6 A-que contiene ARNm en las células humanas y promueve su traslado a los órganos
RBP codifica como proxies a niveles de RBP, que reveló que RBP picos de
de procesamiento y su degradación 150; esto es crucial para la diferenciación de células madre embrionarias murinas 151-153 y
expresión durante las fases de prezygotic y MZT mientras que factores cripción
facilita despeje mRNA materna y la transición de la materno-a cigóticos en embriones de pez cebra 154. modificaciones de ARN
tran- son altamente expresado durante ZGA y mediados de la embriogénesis 58. A
también pueden modular la unión de los lectores indirectos al afectar a la estructura del ARN. Por ejemplo, heterogéneos
Analy sis configurado de manera similar de embriones de pez cebra antes (1,75
ribonucleoproteínas nucleares C1 / C2 (HNRNPC) responde a m 6 inducidas por A 'interruptores estructurales' para tener
acceso a miles de sus sitios diana en ARN nucleares humanos 155. Específicamente, HNRNPC se une preferentemente a una hpf) y durante ZGA (3 hpf) no cubierto 227 prácticas comerciales restrictivas
sola hebra U-extensiones; metro 6 A puede desestabilizar la estructura del ARN local y exponer las U-extensiones a la unión activos durante verte brate MZT 59. Como era de esperar, el conjunto incluye
por HNRNPC. Por lo tanto, al considerar los determinantes de la formación de ribonucleoproteína, cambios epitranscriptomic muchos Lators regu ARNm de poliadenilación, la traducción y la estabilidad;
necesitan ser considerados además de modificaciones post-traduccionales de las proteínas de unión a ARN. proteínas implicadas en la modificación del ARN y de procesamiento de
pre-ARNm también estaban representados en particular. De las 227 prácticas
comerciales restrictivas, 24 y 53 proteínas eran diferencialmente activo antes
ZGA y durante ZGA, respectivamente, y parecían ser aglutinantes mayoría
proteína quinasa (PKR), proteína de ácido retinoico inducible gen I (RIGI;
también conocido como DDX58) o receptores de tipo Toll pueden ser activados Por lo tanto, RIC comparativo se puede utilizar para investigar los cambios
solamente por la presencia de productos de ARN inusuales derivados de la dinámicos en proteomas de unión a ARN y permitir el estudio de una amplia
replicación viral, tales como larga de doble hebra ARN 82 o trifosfato 5 'extremos 83,84.gama de procesos biológicos, de otros procesos relacionados con la
enfermedad desarrollo y la diferenciación a la señalización, lismo metabolito, la
RIC se ha adaptado a investigar los cambios en proteomas de unión a infección y y los efectos de las drogas.
ARN en respuesta a fisio señales lógicas y ambientales. Se aplicó a murino
fagos macro que responden a ción lipopolisacárido estimulación 48, a MEFs
primarios tratados con el etopósido agente de daños en el ADN induciendo 85 y La identificación sistemática de los dominios de unión a ARN
para mosca de la fruta y embriones de pez cebra en diferentes etapas de Muchas de las prácticas comerciales restrictivas recién descubiertos carecen de
Maternal-a-cigóticos
desarrollo 57,59. Durante el materno-a-cigóticos de transición ( MZT), el origen de la ARN conocidos dominios, lo que plantea la cuestión de cómo interactúan con el
(MZT). La fase en el desarrollo expresión del gen cambia de mRNAs materna, la expresión temporizada de ARN vinculante. Probado y probados bajo rendimiento existen métodos para
embrionario en el que controlar por los cuales está determinado por las prácticas comerciales restrictivas, a las mapear RBDs en las proteínas, por ejemplo, por mutagénesis combinado con
factores derivados de la madre cesa y se transcripciones embrionarias emergentes después de ación genoma cigóticos ensayos de unión a ARN, tales como ensayo de cambio de movilidad electroforética ( EMSA) 87 o
activa el genoma cigóticos.
activ (ZGA) 86. Los cambios dinámicos en la actividad RBP esperados durante el ensayo de PNK CLIP acoplados 46, pero se requieren alta (er) -throughput métodos
MZT fueron investigados en D. melano- Gaster embriones mediante el análisis para identificar de manera eficiente los RBDs de cientos de nuevas prácticas
ensayo de cambio de movilidad de pre-ZGA (0-1 horas fertilización posterior (HPF)) y embriones de post-ZGA comerciales restrictivas. Se desarrollaron varios enfoques tales, cada uno de
electroforética (4.5 hasta 5.5 hpf) 57. espectrometría de masas empleando en una configuración diferente para identificar
(EMSA). Un método para estudiar las
regiones de proteínas que se convierten reticulado al ARN después de la exposición
interacciones proteína-ácido nucleico in vitro mediante
de células vivas a los rayos ultravioleta irradiación de luz.
la resolución de una sonda de ácido nucleico
marcada y sus proteínas de unión sobre la base En primer lugar, una comparación entre la luz ultravioleta
de la movilidad reducida de los complejos de irradiada-contra-embriones ZGA pre no irradiados agrupados con embriones
sonda-proteína a través de un gel no post-ZGA se utilizó para determinar el Desa- mentalmente 'constitutiva' RNA Un enfoque se centra en la purificación y detección directa de los
desnaturalizante.
interactome. El repertorio de las prácticas comerciales restrictivas Desarrollo péptidos de ARN-reticulado, la masa de que se altera por el
'dinámicas' se determinó comparando ultravioleta light- irradiado muestras a partir
remanente de ácidos nucleicos 43,88
de embriones pre-ZGA con muestras de ultravioleta light- irradiados embriones (Fig. 3a), seguido por el análisis de datos con RNP xl ( ÁRBITRO. 43).
RNP SG post-ZGA. El ex sis Analy produjo 523 de alta confianza prácticas comerciales Aplicado a las prácticas comerciales restrictivas de levadura, RNP SG péptidos
software diseñado a medida para
restrictivas constitutivos, mientras que el último identificó 1.131 prácticas reticulados identificados correspondientes a 57 proteínas diferentes, las prácticas
facilitar la identificación de los
comerciales restrictivas, de las cuales 116 eran de alta confianza prácticas comerciales restrictivas mayoría canónicos como las proteínas ribosómicas y las
espectros de masas derivado de un
péptido reticulado a un nucleótido. comerciales restrictivas dinámicos 57. proteínas con RRM o dominios KH 43. Se identificaron un número de sitios de unión de
ARN-prácticas comerciales restrictivas que carecían conocida
6 | La publicación anticipada LÍNEA www.nature.com/nrm
RBDs (prácticas comerciales restrictivas no convencionales), incluyendo las péptidos, que tienen masa nativa, y computacionalmente extrapola los
enzimas peptidil prolil cis-trans isomerasa, enolasa 1 (también conocido como sitios de unión a ARN 45. Aplicado a las células HeLa, RBDmap descubrió
alfa-enolasa) y fosfoglicerato quinasa. 1.174 sitios de unión a ARN en 529 proteínas 45; un análisis más limitado de
Un segundo método, RBDmap, se suma a la RIC de obra fluir otra etapa HL-1 cardio- miocitos reveló 568 sitios de unión a ARN en 368 teins pro- 47. datos
de digestión con una proteasa que escinde cada 17 aminoácidos en promedio RBDmap están en fuerte concordancia con los prod uced por ARN
y una segunda ronda de oligo (dT) para capturar las prácticas comerciales interactome ods met regulares, confirmando así la actividad de unión al
restrictivas no convencionales 45. Después de la captura segundo oligo (dT), los ARN de cientos de prácticas comerciales restrictivas no convencionales 45,47.
péptidos poli- unidos covalentemente se escinden por la tripsina para generar Como era de esperar, RBDmap identi RBDs convencionales Fied como el
RRM, KH y dominios de choque frío 2.
un péptido reticulado ARN y un péptido vecina con la masa nativa ( HIGO. 3b). RBDmap
detecta estos vecinos
ultravioleta Nucleus
complejo RNasa
AAAAA péptidos con masa
TTTTT aberrante
AAA tripsina
Oligo (dT) de
sedimento de perlas
segundo ArgC o LysC la
péptidos liberados
RNasa y
El sobrenadante tripsina
AAA masa normal de
AA TTTT TTTT
de N-péptidos con
Oligo (dT) de Oligo (dT) de Desechados fi cación
do RNasa y perlas
AAAAA ARN TTTT oligo (dT)
Péptido reticulado a ARN no
se identifica fi
ArgC RNasa Tripsina
RBP desnaturalizado RBP LysC,
Amino reticulación ácido-nucleótido
Todos los péptidos son, en péptido vecinos péptido RBP
principio, identi fi ed
péptido reticulado
Figura 3 | identificación de alta resolución Global de los dominios de unión a ARN. Tres métodos se ilustran que el uso de irradiación ultravioleta de células vivas para
establecer enlaces covalentes en los sitios de contacto directo entre el ARN y las proteínas. Después de la lisis celular Reviews |los
(no mostrada), Biología
métodosMolecular Cellrespecto a la
divergen con
proteolisis, la purificación y detección por espectrometría de masas cuantitativa (Q-MS). un | Purificación y detección directa de péptidos trípticos de ARN-reticulado 43,88 es un
reto debido a la ineficiencia de reticulación ultravioleta y la contribución masa heterogénea por los restos de ácido nucleico. Para superar esto, los complejos proteína-ARN
unidos covalentemente se purifican sobre perlas de oligo (dT). Después de la digestión con tripsina y RNasas, péptidos reticulados a los restos de ARN se enriquecen aún
más antes de su análisis por Q-MS y una búsqueda por el software de diseño personalizado RNP SG. segundo | en RBDmap 45, proteínas de unión a ARN (prácticas comerciales
restrictivas) se purifican con ARN poli (A) y se digirieron con una proteasa (LysC o ArgC) que escinde cada 17 aminoácidos en promedio péptidos, típicamente dejando que
todavía contienen un sitio de escisión de tripsina. Los péptidos de ARN ligado, RBDpeps denominan, a continuación, se recapturados en oligo (dT) perlas, mientras que
aquellos distante al sitio de reticulación son liberados en el sobrenadante. Ambas fracciones se digieren con tripsina y se analizaron por Q-MS. ARN unido material
comprende péptidos con ARN remanente que no serán identificados y su fragmento (s) vecino con la masa nativo (N-péptido (s)). N-péptidos que se enriquecen en la
fracción de ARN unido se extienden in silico
al siguiente sitio de escisión LysC o ArgC para reconstituir el RBDpep originales. do | identificación proteómico de regiones de unión a ARN (RBR-ID) 92 utiliza espectrometría de
masas y explota el desplazamiento de masa de péptidos de ARN-reticulado mediante la asignación de la actividad de unión al ARN a tríptico péptidos (aproximadamente
nueve aminoácidos de media) con reproducible subrepresentación en muestras ultravioleta irradiada en comparación con los controles no irradiados.
Nature Reviews | Molecular Cell Biology AVANCE LÍNEA DE PUBLICACIÓN | 7
Inesperadamente, muchas de las regiones de unión a ARN identificados de represor polycomb complejo 2 y se ha demostrado que interactúan con
mapeadas a IDRs, ellos implican sitios ent como promin- de las interacciones lncRNA y transcripciones nacientes 93-95. Los datos RBR-ID sugieren que estas
proteína-ARN en vivo ( vea abajo). Otras regiones de unión a ARN asignan a interacciones son más comunes de lo que se había previsto anteriormente.
globu- dominios lar que carecían de asociación anterior con la unión de ARN.
En las células HeLa, estos incluyen el pliegue de tiorredoxina, la proteína de Estos enfoques tienen algunas limitaciones comunes. reticulación
choque térmico de 70 kDa 1 (hsp70-1; también conocido como HSPA1A) y ultravioleta se basa en una metría geo favorable y la composición de
dominios de HSP90, el dominio 14-3-3, el dominio asociado con zinc-dedos nucleótidos y aminoácidos en las interfases de ARN-proteína. Por ejemplo, la
(DZF), la PSD95- DLG1-zO-1 (ZDP) y el dominio nuclear relacionada proteína-ARN inter acciones con la cadena principal de fosfato son no óptima
Dbf2-(NDR) (lista completa en ÁRBITRO. 45), muchos de los cuales fueron en este sentido y es probable que se puede perder. análisis de
validados por los enfoques ortogonales. Curiosamente, los sitios de unión a espectrometría de masas también se ven influidas por la abundancia de los
ARN mapeadas mostraron enriquecimiento para las regiones homólogas de péptidos y su secuencia de aminoácidos (que afecta el tamaño de los
diferentes proteínas de la misma familia, y muchos asignan a núcleos péptidos trípticos y su relación de masa a carga). el RNP SG flujo de trabajo
enzimáticos o caras PPI sur-, lo que sugiere una interacción entre estas ofrece la ventaja única de la resolución de un solo aminoácido, pero a costa
actividades y ARN de unión 45. En las células HL-1, las regiones de unión a ARN de una sensibilidad limitada y la necesidad de ses aná- proteómicos
se identificaron en 24 enzimas metabólicas, 12 de los cuales asignan a especializados. RBDmap y pCLAP son menos complejos para implementar y
dinucleotide vinculante dominios 47. Estos datos corrobor- comieron y ampliar la más sensible, pero al precio de una resolu- ción inferior (~ 17 aminoácidos).
actividad de unión al ARN previamente sugerido de dominios de unión de El delantero conceptualmente muy lineal RBR-ID da una res olución
dinucleótido- 33,66,67,89,90. intermedio (~ 9 aminoácidos); sin embargo, la pérdida dependiente UV-de
péptidos puede ser debido, en algunos casos, al péptido interacciones con
los nucleótidos mono, dinucleótidos u otras moléculas que absorben a 312
nm, así como a la alta intraexperimental y la variabilidad interexperimental.
Otra observación fue que las mutaciones que causan enfermedades Sin embargo, la RNP x1, RBDmap, pCLAP y RBS-ID se han expandido
monogénicas se enriquecieron en las regiones de unión a ARN, mientras que las enormemente el repertorio conocido de las prácticas comerciales restrictivas
variantes de secuencia natural fueron distri- buido igualmente a través de la unión y y sus RBDs nontypical. Sin embargo, aún sabemos poco acerca de los
las regiones no vinculantes 45. objetivos de ARN de las nuevas prácticas comerciales restrictivas o la función
Esta observación sugiere que surgen numerosas enfermedades monogénicas de estas interacciones. Para abordar esto, los estudios funcionales que
de unión de ARN alterada. Por último, las regiones de unión ARN-solapan incluyen la determinación de la especificidad y afinidad de estos nuevos
fuertemente con los sitios conocidos de PTM, incluyendo la fosforilación, RBDs por sus secuencias diana 96-100 será requerido.
acetilación y ación de metilo 45. Este enriquecimiento no se observó para las
regiones que carecen de actividad de la proteína de unión al ARN. Por lo tanto,
PTM puede regular ARN de unión y la dinámica RNP, similar a la remodelación
de la cromatina.
reticulación péptido y la purificación por afinidad (pCLAP) es un primo
recientemente descrita de RBDmap que implementos del primer tratamiento tipos novedosos de ARN de unión
proteasa directamente después de la lisis, lo que requiere sólo un oligo (dT) Las muchas nuevas prácticas comerciales restrictivas y sus RBDs nontypical
plantean cuestiones importantes sobre sus funciones biológicas 101
ronda de captura 91. La solución de compromiso es que pCLAP no cuantifica los
péptidos en la fracción liberada. Esta referencia se utiliza en RBDmap para (Fig. 4). No todos colisión bimolecular en una celda debe suponerse que es
determinar con alta confianza las regiones de proteínas que participan en la fisiológicamente relevante. Que varía de afinidades y especificidades de unión al
unión de ARN 45 ( HIGO. 3b). ARN son de esperar de estas prácticas comerciales restrictivas? Conceptos con
respecto a la especificidad y la falta de especificidad de las interacciones
Por último, la identificación proteómico de regiones de unión a ARN (RBR-ID) proteína-ARN fueron revisados ​recientemente 12. El primer aspecto de las
identifica péptidos en muestras de-luz irradiada ultravioleta insuficientemente interacciones ARN-proteína a considerar es que el ARN indiscriminada de unión por
representados en comparación con los controles no irradiados 92 ( HIGO. 3c). RBR-ID las prácticas comerciales restrictivas es común y puede ser importante para su
de las proteínas nucleares de mESCs detectado 1.475 sitios de unión a ARN con función. Por ejemplo, numerosas proteínas implicadas en la traducción del mRNA y
una tasa de falso descubrimiento 5%, y muchos asigna a RRM, KH, caja DEAD y la degradación deben ser no selectiva para cumplir con sus funciones ( HIGO. 4b). Del
otros RBDs convencionales, validando de este modo el método 92. De 803 mismo modo, el complejo de unión exón se deposita en scripts tran- nacientes a
proteínas mESC identificados como prácticas comerciales restrictivas por través de los IBP 102 en una posición fija aguas arriba de los cruces de empalme e
RBR-ID, 376 (47%) fueron previ- encontrado ormente en los estudios de ARN interactúa con una pluralidad de ARN 103 ( HIGO. 4c). En segundo lugar, hay que
interactome 39,40,44,46,62. distinguir entre la 'especificidad lógica bio' - las características de unión de las
prácticas comerciales restrictivas en vivo - y 'especificidad intrínseca', que se puede
Sorprendentemente, los 427 prácticas comerciales restrictivas que fueron determinar in vitro por la selección de una pila aleatoria de secuencias de ARN. Un
recientemente identificados por RBR-ID mostraron enriquecimiento para gen resultado interesante de esta distinción es que, intrínsecamente, las prácticas
regulador y las funciones asociadas a la cromatina, y sus sitios de unión a ARN comerciales restrictivas específicas pueden funcionar en vivo
con frecuencia asignan a dominios relacionados con la cromatina, tales como el
dominio chromodomain y bromo. Estos descubrimientos indicaron una diafonía de
potencial entre la cromatina y el ARN, la expansión en los enfoques basados ​en
candidate- anteriores, que caracterizan la actividad de remodelación de la como las prácticas comerciales restrictivas menos específicas cuando la unión a sus
cromatina proteínas tales como histone- lisina objetivos de ARN fisiológicas porque estos ARN no caigan en la alta afinidad y / o
intervalo de alta especificidad de su potencial de unión a ARN 12.
NORTE- metiltransferasa EZH2. EZH2 es la subunidad catalítica
8 | La publicación anticipada LÍNEA www.nature.com/nrm
un la unión de alta especi fi cidad de ARN mi Interacciones mediadas por complementariedad de forma
AUUA traducción
RRM RRM
ECTS E ff en ARN: VHC IRES
• Tratamiento Subunidad ribosómica
• Localización 40S
F sca compleja y siguientes de edad
segundo vinculante bajo especi fi cidad de ARN 4G
4E aaaa formación
PSPC1 paraspeckle,
SFPQ almacenamiento de
AAAA iniciación de la proteínas
4E 4A traducción
aaaa gramo La modulación de la actividad de la proteína
do deposición de ARN a través de interacciones proteína-proteína El cierre de la síntesis de
proteínas ff o mediante la
PKR fosforilación de elF2 α
Magoh dímero
EIF4A3 Y14
• exportación nuclear
CWC22 • Traducción
AAAA • Control de calidad
exón exón El intrón
h Las enzimas metabólicas pluriempleo en el ARN de unión
re ARN de unión por regiones de la proteína desordenado: co-plegable elevados de hierro Bajos niveles de hierro
RGG ARN y proteínas
AAAA ECTS E ff en ARN: IRP1
co-plegable FMRP IRP1 • la estabilidad del ARN
• Tratamiento del hierro niveles
FMRP • Localización
racimo de azufre
Figura 4 | Modos de unión de ARN. un | Una proteína de unión al ARN (RBP) que alberga un dominio modo que implica complementariedad de forma entre el IRES y la subunidad 40S del ribosoma 115. F | La larga
clásico de unión a ARN tales como el motivo de reconocimiento de ARN (RRM) puede interactuar con alta no codificante del ARN nuclear abundante transcripción enriquecido 1 (NEAT1) secuestra las prácticas
especificidad con una secuencia de ARN en el contexto de un tallo-bucle 2. segundo | El 4F (eIF4F) complejo comerciales restrictivas no POU proteína-octámero de unión (NONO), el componente paraspeckle 1
eucariótica factor de iniciación de la traducción se compone de las proteínas de unión a cap-eIF4E (4E) y (PSPC1) y factor de empalme, que contiene el dominio prolina y rica en glutamina (SFPQ) para formar
eIF4G (4 g) y la helicasa eIF4A (4A). Este complejo se asocia con ARN cubierto de una manera paraspeckles 117.
independiente de la secuencia para permitir la iniciación de la traducción 157. do | El complejo de unión exón gramo | Inducida por interferón, proteína quinasa de doble cadena ARN-activado (PKR) se une a ARN de
(EJC) se deposita de manera no selectiva en las transcripciones nacientes por su interacción con el CWC22 doble cadena (dsRNA) derivado de la replicación viral. ARN vinculante promueve PKR dimerización, la
factor de empalme (complejado con CEF1 22) aproximadamente 20 nucleótidos aguas arriba de la unión autofosforilación y la activación. Activa la PKR fosforila eIF2 α para bloquear la síntesis de proteínas en las
exón-exón, inmediatamente después de la eliminación del intrón 102. re | La intrínsecamente desordenados células infectadas 158.
Arg-Gly-Gly (RGG) motivo de repetición de X frágil proteína retraso mental (FMRP) co-pliega con su ARN h | (IRP1) asociados de hierro-proteína reguladora 1 con un clúster de hierro-azufre para catalizar la
diana, formando un apretado interacción electrostática y conducido Shape-complementación- 107. mi | El sitio de interconversión entre citrato e isocitrato. En condiciones de niveles bajos de hierro, el hierro-azufre
entrada de ribosoma interno (IRES) del virus de la hepatitis C (HCV) interactúa directamente con el ribosoma grupo ya no se sintetiza y IRP1 une mRNAs que codifican factores celulares implicados en la
a través de una interacción compleja homeostasis del hierro, regulando de este modo su destino 119. eIF4A3, eucariótica factor de iniciación
4A-III; Magoh, proteína mago nashi homólogo; Y14, Y14 RBP.
ARN de unión por regiones de proteínas intrínsecamente desordenadas. IDRs a las fuertes restricciones de secuencia 41. La ocurrencia de IDRs dentro de las
no sólo están implicados en la agregación de RNPs en gránulos a través de los prácticas comerciales restrictivas parece ser conservadas de la levadura a los seres
IBP 19,20 pero también se involucran directamente en el ARN de unión 45,47,104,105. Prácticas
humanos 44, a menudo en forma de repeticiones tales como RGG, YGG, SR, DE o KK 40.104.
comerciales restrictivas se enriquecen en IDRs que se caracterizan por un bajo Un informe reciente propone que, como el número de repeticiones en IDRs de las
contenido de aminoácidos hidrófobos voluminosos, con la excepción de Tyr, y prácticas comerciales restrictivas se ha expandido desde la levadura a los seres
una alta proporción de aminoácidos pequeños, polares y / o cargados, humanos, mientras que el número y la identidad de los dominios globulares en estas
particularmente Gly, Ser, Arg, Lys, Gln, Glu y Asp 45. Curiosamente, las mutaciones proteínas se han mantenido la misma, IDRs pueden representar un componente de
en las prácticas comerciales restrictivas que causan enfermedades monogénicas plástico de las prácticas comerciales restrictivas que la co-evolucionó con la
humanos se producen con mayor frecuencia en IDRs de unión a ARN que en creciente complejidad de transcriptomes eucariotas 44.
dominios globulares, lo que sugiere que IDRs se someten
Alrededor de la mitad de los 1.174 sitios de unión a ARN reportados por
RBDmap en células HeLa asignada a IDRs, reflejando
Nature Reviews | Molecular Cell Biology AVANCE LÍNEA DE PUBLICACIÓN | 9
su prevalencia como un modo de ARN de unión 45. De uno ciento setenta y módulos versátiles para la interacción con el ARN, ya sea solos o en
prácticas comerciales restrictivas parecían interactuar con ARN cooperación con RBDs globulares.
exclusivamente a través de exámenes a fondo, lo que sugiere que estas
regiones son suficientes para mediar la unión de ARN. Entre los motivos Forma interacciones basadas en la complementariedad y los ARN que
ricos en Arg, se había informado anteriormente RGG y repite SR para unir actúan sobre proteínas de unión a ARN. acciones proteína-ARN inter- suelen
ARN 104. El descubrimiento de motivos RGG distintas permitió su asignación ser descritos como mediado por una proteína con 'sensores' (RBDS) que
en subclases que diferirá por las longitudes de sus engarces de glicina 45.106. La reconocen y se unen secuencias particu- lar y / o estructuras en un ARN diana ( HIGO.
resonancia magnética nuclear análisis de X frágil proteína retraso mental 1a).
humana 1 (FMRP, también conocida como FMR1) mostró que el Sin embargo, sintética aptámeros de ARN se puede unir proteínas de acuerdo con los
posicionamiento de los residuos de Arg es esencial para la unión selectiva mismos principios que permiten que las proteínas de unirse a ARN 112, lo que
del motivo RGG a la secuencia ricas en guanina del ARNm sc1 107. Gly sugiere que el ARN es una fuerza impulsora en la mediación de las interacciones
repeticiones que rodean a los residuos de Arg tienen un papel importante proteína-ARN ( HIGO. 1b). Un ejem- plo de una maquinaria celular principal que se
en la orientación de estos residuos de carga positiva para la interacción con basa en tales interacciones proteína-ARN intrincados es la spliceosome. Aquí,
los pares de bases de Watson-Crick, que se apilan en dos ARN adyacente G-quadruplex
los pequeños ARN nucleares se pliegan en estructuras 3D, que forman
que se forman como resultado de la proteína-ARN co-plegable ( HIGO. 4d). La superficies complejas que interactúan con tario complementariedad (tanto en
alta flexibilidad de la Gly repite contribuye a la unión de ARN al permitir forma y bioquímicos propiedades) socios TEIN pro para accionar el conjunto de
RGG adaptación conformacional a la forma de su ARN diana. Por lo tanto, la spliceosome funcionalmente activo 9-11.
la afinidad y selectividad de motivos RGG por sus ARN diana pueden ser
determinadas por la frecuencia y el orden de los residuos de Arg y Gly.
Del mismo modo, los ARN ribosomales (ARNr) tienen un papel importante en el
ensamblaje del ribosoma mediante la participación de las proteínas ribosómicas
dentro de la compleja arquitectura del ribosoma 6-8. La mayoría de las 169 proteínas
ribosomales anotados unirse directamente a rRNAs, sin embargo, la mayoría carece
de RBDs convencionales y en su lugar cuenta con 119 arquitecturas de dominio
Un segundo tipo de unión al ARN IDRs comprende los residuos matic distintos 70.
ArO-, especialmente Tyr, que se combinan con Gly y Ser en la formación de proteínas y rRNAs Ribosomal parecen tener co-evolucionado para interactuar
[G / S] Y [G / S] motivos. Estos motivos tienen una tendencia a agregarse in unos con otros; maquinaria, por lo tanto, en lugar de clásicos contactos de
vitro, que induce la formación de hidrogeles y fibras de tipo amiloide, y para apertura-RBD, complementariedad de forma y la configuración espacial correcta
participar en ación fases líquido-líquido dinámico separ- en vivo 108,109. residuos de las interacciones moleculares formar el perfectamente montado del ribosoma 8.
aromáticos tienden a formar parte de los núcleos de proteínas hidrófobas,
pero, cuando está presente en la superficie de la proteína, pueden interactuar El extremo 5 'UTRs de ciertos ARN virales han evolucionado formas
con aminoácidos o nucleótidos a través de apilamiento o hidrógeno Bond- ing 2. complejas para interactuar con la maquinaria de traducción celular para
Cuando incrustado dentro de las secuencias Gly-ricos, el residuo aromático dirigir la síntesis de proteínas. Por ejemplo, el sitio de entrada del ribosoma
está particularmente expuesta, lo que probablemente fomenta su propensión interno (IRES) del virus de la polio se une al resto carboxi-terminal de la
a agregarse al interactuar con proteínas motivos similares 108109 o para unirse a traducción eucariótica factor de iniciación de 4G1 (EIF4G1) para reclutar a la
ARN 45. subunidad ribosómica 40S e iniciar traducción 113. Del mismo modo, el virus de
la hepatitis C (HCV) IRES interactúa directamente con eIF3 y la subunidad
40S ribosomal para permitir la iniciación tra- ducción ( HIGO. 4e). De nuevo, el
Por último, un conjunto heterogéneo de motivos lineales compris- ing Lys y, en HCV IRES-ribosoma co-estructura revela que la interacción no está mediada
por regiones de proteínas bien definidas dotados de actividad de unión a
menor medida, Arg fue también enriquece en las prácticas comerciales restrictivas 45. Curiosamente,
la estequiometría y las distancias entre estos residuos cargados positivamente, así ARN; en cambio, la interfaz de proteína-ARN es grande y tiene fuerte
como su combinación con otros aminoácidos, se sirvieron con- incluso a través de complementariedad de forma entre la subunidad IRES y 40S 114-116 ( HIGO. 4e).
proteínas no homólogas. En particular, tales IDRs básicos en las prácticas
comerciales restrictivas son similares a los motivos en ADN proteínas, donde los
brazos básicos pueden alterar las propiedades de unión al ADN de factores de
transcripción de unión, proporcionándoles un gran radio de captura 110. En este Recientemente, dos estudios identificaron ARN generalizado de
modelo de 'barra de mono', factores de transcripción utilizan sus armas básicas para unión por factores asociadas a la cromatina y proteínas de unión de
llegar a sitios distantes por ADN 'saltando' y 'deslizamiento' en lugar de difusión 3D. ADN 62,92, que podría interactuar con los ARN lnc- y transcripciones
Aún no se sabe si los brazos básicos pueden tener funciones similares en las nacientes 93-95. Plausible, los mismos lncRNAs conducen estas
prácticas comerciales restrictivas. interacciones, y que podría tener sentido para pensar en ellos como los
ARN con actividad de unión a proteínas en lugar de al revés ( HIGO. 1b). Los
restos de ARN podrían tener diferentes funciones en estas
G-quadruplex Por lo tanto, IDRs podrían representar motivos de unión al ARN interacciones: complejos andamios proteína-ARN, como en el caso de
estructuras de ácidos nucleicos formados por
maleables, potencialmente multifuncionales. Su capacidad de unión de la IRES viral 115 ( HIGO. 4e); secuestrante o coordin Ating proteínas, como en
dos o más pilas de matrices planas de cuatro
ARN puede variar desde altamente específico a no selectivo y puede el caso de la lncRNA transcripción nuclear enriquecido abundante 1
bases guanina.
(NEAT1), que es esencial para la formación de motas párr 117
promover proteína-ARN co- plegable en su interacción con ARN diana 104105107111
moléculas de ARN relativamente cortas y, a
(Fig. 4d). Curiosamente, las limitaciones alta secuencia de los IDR 41 puede
menudo altamente plegadas, que se
permitir la regulación de la unión al ARN por PTM reversibles tales como la (Fig. 4f); o alterar la actividad de la proteína unida, como se ejemplifica en las
seleccionan para, interacciones específicas de
alta afinidad con las proteínas u otras acetilación o ación phosphoryl- 45. En principio, estas propiedades califican interacciones de RIGI y PKR con los compuestos intermedios de la
moléculas. como las IDR replicación viral 82-84 ( HIGO. 4g).
10 | La publicación anticipada LÍNEA www.nature.com/nrm
ARN de unión por las enzimas metabólicas. estudios de ARN interactome han Muchas enzimas están reguladas por alostéricamente metabolitos 67. Posiblemente,
identificado persistentemente enzimas del metabolismo intermediario como prácticas esto también podría afectar a su actividad de unión de ARN. Además, el
comerciales restrictivas. aparecen algunas de estas interacciones ARN por medio de metabolismo podía controlar interacciones enzima-ARN a través de PTMs
enzimas para funcionar como evaluaciones directas de regulación génica. Por de metabolitos impulsada. Por ejemplo, S- bloques glutationilación el ARN
ejemplo, la timidilato sintasa, que es una enzima que cataliza la formación de dTMP actividad de GAPDH de unión 122. Muchas enzimas metabólicas son
a partir de dUMP se une a su propio ARNm e inhibe su traducción cuando los acetilados, lo que requiere concentraciones suficientes de la acetil-CoA 123. RBDmap
niveles de volcado se baja 118. Una forma más indirecta de regulación de la RBDs Fied identi como puntos calientes para PTM, incluyendo la
retroalimentación es ejercida por citoplasmática hierro reguladora proteína 1 (IRP1; fosforilación de tirosina, ación metil-, acetilación y malonilación 45. En conjunto,
también conocido como ACO1). Para ser activo como una enzima, la proteína los datos apuntan a una considerable interferencia entre el metabolismo
requiere un clúster de azufre de hierro en su sitio activo, lo que impide la unión de celular y el ARN vinculante 67.124.
ARN 119. En condiciones de deficiencia de hierro, el clúster es deficiente y, en su
conformación abierta, IRP1 regula la expresión de proteínas para aumentar la
absorción de hierro y disminuir el almacenamiento de hierro, la utilización y la
exportación 119,120 ( HIGO. 4h). Las funciones de las proteínas de unión a ARN no convencionales
Un paso clave en la caracterización de la función molecular y celular de
nuevas prácticas comerciales restrictivas es identificar sus objetivos de ARN.
Otras enzimas tienen vínculos más indirectos a los metabolitos que lismo Varios métodos basados ​en la secuenciación de alto rendimiento para lograr
cuando actúa como prácticas comerciales restrictivas. La enzima glicolítica glycer- esto han surgido en los últimos años, incluyendo cuidadosamente controlado in
aldehído 3-fosfato deshidrogenasa (GAPDH) se oxida su sustrato para reducir la vitro métodos 125 y métodos que preservan el contexto de la célula viva 126. Algunos
nicotinamida adenina dinucleótido, pero también tiene una amplia gama de otras de estos últimos se basan en los enfoques clásicos, tales como RNP
funciones celulares 121. inmunoprecipitación (RIP), con la estabilización opcional de los complejos de
GAPDH tiene un papel importante como una práctica comercial restrictiva en citos T RNP a través de la luz ultravioleta irradi- ación y / o reticulaciones covalentes
linfo 90. En células T en reposo, que dependen de fosforilación oxidativa para la inducido químicamente (CLIP). Estos incluyen CLIP mejorada
generación de energía, GAPDH se une a los elementos ricos en AU en la 3'UTRs lado--fotoactivable ribonucleo- (PAR-CLIP) 97 y individual- nucleótidos
de mRNAs de citoquinas, incluyendo el interferón-γ (IFN) mRNA, e inhibe su resolución CLIP (iClip) 98. CLIP mejorado (ECLIP; CAJA 1) es una variante de
traducción. Tras el interruptor metabólico a la lisis glico- aeróbico después de la iClip con una mejor tividad sensi- y especificidad 99.127. Los estudios de tipo clip
activación de células T, GAPDH se desenganche del ARN, por lo tanto de-la ya han ayudado a caracterizar las funciones biológicas de varias prácticas
represión de la producción de citoquinas. comerciales restrictivas no convencionales. Estos incluyen enzimas
metabólicas tales como 3-hidroxiacil-CoA deshidro genase tipo 2
El elevado número de enzimas metabólicas de unión a ARN identificados (HSD17B10) 44, reguladores de splicing alternativo 128129, la ubiquitina E3 y
sugiere que no todos estos tienen funciones de iluminación Moon- en la ISG15 ligasa TRIM25 ( REFERENCIAS 130-132),
regulación de genes post-transcripcional. Por otra parte, su capacidad de
interactuar con el ARN podría servir ARN aún por descubrir en que afecta a
su función metabólico. Como se discute en más detalle en otra parte 67,
nuclear de unión a cap-proteína de la subunidad 3 (NCBP3; pre viamente
ARN de unión podría modular la localización o actividad de una enzima, conocido como C17orf85) 133, quinasa RÁPIDO dominio- contiene proteína
por ejemplo, al afectar una reacción secundaria enzimática, mediante el 2, mitocondrial (FASTKD2) 134,
control alostérico o proporcionando un andamio que organiza complejos tropomiosina 135 y otros.
multienzimáticos e incluso vías. HSD17B10 es una enzima mitocondrial implicada en la oxidación de
isoleucina, de cadena ramificada de ácidos grasos y xenobióticos y en el
Curiosamente, el globulares Rossmann veces ( Rf) de dominio ha metabolismo de las hormonas sexuales y los esteroides neuroactivos 136. Las
surgido como un RBD no convencional común. El proteoma de los mutaciones en HSD17B10 causan un síndrome cardio-miopatía
cardiomiocitos de unión al ARN incluye 173 proteínas Rf contienen, y mitocondrial y neuro pathy hereditaria (OMIM 300438). Curiosamente, la
29 de las enzimas metabólicas 73 de cardiomiocitos de unión al ARN gravedad del trastorno no corres- tarde con la pérdida de la actividad
albergar al menos 1 dominio Rf 47. Por ejemplo, el Rf dominio de las enzimática; por lo tanto, la enfermedad puede ser causada por una
enzimas oxidorreductasa unión dinucleotide- ha sido considerado para función catalítica de esta tein pro- 137. HSD17B10 es un componente de la
representar una interfaz de unión al ARN 33. mitocondrial
Del mismo modo, la nicotinamida adenina dinucleótidos interferir con el ARN RNasa complejo P, junto con ribonucleasa mitocondrial proteína P 1
de unión por GAPDH, y las secuencias de ARNm de citocina puede inhibir la (TRMT10C) y ribonucleasa mitocondrial proteína P 3 ( ÁRBITRO. 138). HSD17B10
actividad enzimática de GAPDH in vitro 89. Análisis de los datos RBDmap de fue identificado como un RBP en varios interactomes ARN, indicando
24 enzimas metabólicas (incluyendo múltiples teins pro dominio de RF) que se une directamente RNA 44. Además, iClip reveló que HSD17B10 se
Rossmann veces reveló diversas conexiones espaciales entre la identi ficado contactos de une preferentemente el extremo 5 'extremos de 15 de los 22 tRNAs
(Rf). Un dominio de proteína con hasta
ARN y previamente caracterizados, regiones catalíticamente relevantes. Sin mitocondriales, particularmente en el D-tallo, D-loop, tallo y bucle
siete principalmente paralela
β- hebras combinada con la conexión de α- hélices.
embargo, en muchos casos, los contactos de ARN asignadas y las regiones regiones contra de codones de estos tRNAs 44. Por lo tanto, como una
Normalmente se encuentran en las catalíticas no parecen solaparse. Aunque esto podría reflejar en parte las enzima metabólica de la familia de unión dinucleótido-, HSD17B10 tiene
proteínas que se unen nucleótidos. asignaciones de falsos negativos por RBDmap, los datos sugieren que los un papel en la orientación de la RNasa P a los extremos de tRNAs
ARN tienen papeles en el control alostérico de enzimas o en andamios mitocondriales. HSD17B10 que lleva la mutación R130C, lo que hace
enzima 47. que la cardiomiopatía y la neuropatía clásica fenotipo
complejo RNasa P
Un complejo de RNasa que
procesa precursor ARNt.
Nature Reviews | Molecular Cell Biology AVANCE LÍNEA DE PUBLICACIÓN | 11
asociado con la disfunción HSD17B10 137, exposiciones de unión interactomes ARN 39,40,45-48,62. Análisis de sus parejas de unión por iClip reveló
gránulos nucleoplasmic situados en reducida TRMT10C in vitro 139, y datos iClip revelaron que el mutante que FASTKD2 aso selectivamente ates con transcripciones mitocondrial 134. El
intercromatínica regiones que están R130C también muestra actividad reducida de unión a ARN 44, lo que agotamiento de FASTKD2 provocó una fuerte reducción en los niveles de
enriquecidas en los factores de empalme
sugiere que la asociación HSD17B10 disfuncional con ARN su objetivo vinculante, ARNr 16S mitocondrial, en consonancia con la
contribuye al fenotipo de la enfermedad. importancia de FASTKD2 para la biogénesis mitocondrial ribosoma 140. Del
Polyuridylation mismo modo, la falta de actividad FASTKD2 conduce a una reducción en
La adición de múltiples uridines El interactome RNA de células HeLa catalogado cuatro (de seis) miembros de los niveles de otros ARN mitocondriales se une, incluyendo los ARNm que
al 3 ' final de las moléculas de la familia de la proteína quinasa rápido como las prácticas comerciales restrictivas 40. Unocodifican citocromo do
ARN por
de estos, el mitocondrial FASTKD2, fue identificado de forma recurrente en la
uridylyltransferases como una señal para la
mayoría de humanos y de ratón oxid ase subunidad 1 (COX1; también conocido como MTCO1), COX2,
degradación del ARN.
COX3, citocromo mitocondrial codificada segundo
y la cadena de NADH-ubiquinona oxidorreductasa 6, así como la no
un pseudoknot codificante ARN 7S ARN y prolil-tRNA 134.
Una mutación sin sentido en FASTKD2 provoca un trastorno neurológico
ARN DENV2
5' 3' hereditario 141. Los ensayos funcionales en ación combin- con iClip sugirieron
que este trastorno es causada por defectos en el ARN de unión, que dan
Xnr1 como resultado la síntesis de proteínas mitocondrial alterada y el
Los altos niveles de DENV2 Los bajos niveles de DENV2
ARN subgenómico ARN subgenómico
metabolismo 134.140.
NCBP3 fue catalogado como un RBP en estudios interactome ARN 40 y
fue identificado más recientemente como una proteína de unión que se
localiza en Cap nuclear motas 133. NCBP1 y NCBP2 forman el complejo de
TRIM25 unión cap-canónica que se une a ARN nucleares y es importante para
TRIM25 procesa- miento mRNA y exportación. Aunque NCBP1 agotamiento dio
TRIM25 ARN de doble cadena como resultado la retención prevista de poli (A) RNA en el núcleo, NCBP2
RIGI TRIM25 RIGI TRIM25 agotamiento tenía casi ningún efecto, lo que sugiere que NCBP2 se
sustituye por otro factor nuclear con actividad similar de unión de topes 133. NCBP3
TRIM25 tiene un RRM que es suficiente in vitro para la unión de la methylguanosine
7- gorra. La interacción de NCBP3 con 7-metilguanosina está mediada por
un triptófano y dos ácidos aspártico en los bucles de RRM, y mutando
bajo IFN β alta IFN β estos residuos a alanina deteriora la actividad de unión de topes de
NCBP3 ( ÁRBITRO. 133).
? EIF4A2
Es importante destacar que, inmunoprecipitación seguida por espectrometría
388 400 de masas reveló que, similar a NCBP2, NCBP3 también interactúa con
NCBP1, formando con ello parte de un complejo de unión cap-nuclear
CBOX1 CBOX2 ciclina A2
Amino-terminal alternativa 133.
209 301 432
dominio Varios miembros de la familia de proteínas TRIM recurrentemente han sido
catalogadas como las prácticas comerciales restrictivas en el ARN inter actome
estudios, incluyendo TRIM25 ( REFERENCIAS 40,46), que se reticula de manera muy
AAA eficiente con ARN 46. TRIM25 carece de un RBD canónica y en su lugar se une el
150 720 754
MRE11 1 ARN a través de su dominio PRY- SPRY 45,46,130. Recientemente, TRIM25 ha
60S demostrado interactuar con y activar la proteína lin-28 homólogo A y ter minal
uridililtransferasa 4, que están involucrados en cursor pre microRNA
Figura 5 | funciones biológicas de las proteínas de unión a ARN no convencionales. un | Tripartita proteína que contiene
Nature Reviews | Biología Molecular Cell (pre-miARN) polyuridylation 130.
motivo-25 (TRIM25) es secuestrado por el ARN subgenómico del virus dengue 2 (DENV2) para reducir interferón β ( IFN β) síntesis
131. DENV2 genómico degradación del ARN por 5 '- 3 ' exoribonuclease 1 (XRN1) avanza hasta XRN1 puestos en una pseudoknot
Debido a pre-miARN polyuridylation desencadena decaimiento miRNA 142, TRIM25
en el 3 ' región, lo que lleva a la generación de ARN subgenómico. Las moléculas de ARN subgenómicos reclutan TRIM25 pero
emerge como un regulador de los genes miARN. Además, un estudio CLIP
no su socio en el IFN β vía, ácido retinoico-inducible proteína del gen I (RIGI), que requiere la presencia de un trifosfato en el 5 ' terminar
para la unión (no mostrado); este secuestra TRIM25 en ribonucleoproteínas que carecen de RIGI, que conduce a la inhibición reveló un amplio espectro de TRIM25 dianas de ARN celular, prominente
de la IFN β respuesta. segundo | Dependiente de ciclina, la función quinasa independiente de la ciclina A2 como una proteína mRNAs y lncRNAs; TRIM25 muestra cierta preferencia por secuencias ricas
de unión al ARN. Ciclina A2 se une directamente a dos regiones conservadas evolutivamente en el 3 ' región no traducida de los en GC y sitios ubicados en el extremo 3 'UTR de los ARNm 132. Un papel para
meiótica recombinación de homólogos 11 1 (MRE11) de ARNm (nucleótidos 1-150 y 720-754; marcados con flechas) para TRIM25 en la regulación de sus objetivos de ARN no fue aparente en este
promover la traducción MRE11 mRNA. El análisis de deleción aminoácidos identificados 302-432 de la ciclina A2 como estudio. En su lugar, interacción de TRIM25 con ARN promovió su actividad
necesario y suficiente para la unión y la promoción de la síntesis MRE11 apropiado ARN. La misma región también interactúa
E3 ubiquitina ligasa, que representa un ejemplo adicional de una actividad
con el factor de iniciación de la traducción eucariótica 4A-II (eIF4A2), lo que sugiere que promueve la iniciación de la traducción
de la proteína regulada por ARN 45.132.
(línea discontinua) 145. El análisis mutacional de la caja de ciclina 2 (CBOX2) dominio identificado una α- hélice (aminoácidos
388-400) con características de disolvente, positivos y polares como cruciales para la unión de ARN.
interacciones TRIM25-ARN también son importantes en las células
infectadas por el virus del dengue 131. TRIM25 desencadena la ucción
PRODUCIRSE de IFNß por ubiquitylation del factor antiviral RIGI 143. El ARN
genómico del virus dengue 2 se procesa
12 | La publicación anticipada LÍNEA www.nature.com/nrm
por 5 '3' exoribonuclease 1 (XRN1) hasta que se ha detenido por un Perspectiva de futuro
pseudoknot en la región 3 ', que conduce a la producción de un ARN ¿Qué podemos esperar del descubrimiento de tantas nuevas prácticas comerciales
subgenómico más corto con actividad patógena 144. restrictivas? Algunos podrían alinearse con Miranda de Shakespeare
El ARN subgenómico secuestra TRIM25 y previene la activación de RIGI, La tempestad y maravillarse con estas prácticas comerciales restrictivas nuevas y
reduciendo así ción IFNß produc- 131 ( HIGO. 5a). Por lo tanto, la interacción de buenas que pueblan el interactoma ARN. Otros podrían pensar en nuevo mundo y el
virus del dengue 2 ARNs subgenómicos con TRIM25 apoya su capacidad miedo distopía de Huxley, consideraciones prácticas comerciales restrictivas ing los
para contrarrestar la respuesta antiviral, que implican a la descontrolada recién descubiertos como inadaptados no conformistas que carecen de la función
convencional RBP TRIM25 en la respuesta inmunidad innata contra los biológica. ¿Qué papeles desempeñan estas nuevas prácticas comerciales
virus. restrictivas? Algunos de hecho puede jugar ninguno, después de haber sido
descubierto sobre la base de una propiedad biofísico que confiere la interacción por
Las ciclinas regulan el ciclo celular mediante la activación de quinasas encima del fondo con ARN con- cabo relevancia biológica. Muy notablemente, sin
dependientes de ciclina (CDKs). Han esporádicamente también se han identificado embargo, la lista de las prácticas comerciales restrictivas no convencionales con
como las prácticas comerciales restrictivas no convencionales en estu- dios RIC 39,46,47,57.funciones lógicas bio recién descubiertos sigue creciendo. Aunque mejor conocido
Ciclina B y ciclina T son parte de la interactome ARN de D. melanogaster embriones, para otras funciones biológicas y que carecen de RBDs convencionales, 'luna' como
y la actividad de la ciclina B de unión al ARN fue validado por el ensayo de CLIP las prácticas comerciales restrictivas y afectan destino ARN, similar a las funciones
PNK 57. Las ciclinas A2, L1 y T1 se identi fied en el proteoma de unión al ARN de las prácticas comerciales restrictivas ortodoxos ( HIGO. 1a). Se ilumina para estudiar
nuclear de las células madre embrionarias de ratón 92. Los ratones con la expresión estas interacciones proteína-ARN estructuralmente. Del mismo modo, será
de ciclina A2 reducida son propensos a la formación de tumores y Somal chromo importante para descifrar los mecanismos por los que se regulan estas
inestabili- dad debido a una predisposición para formar retraso cromo- somes y interrelaciones acciones proteína-ARN, a través de ambas modificaciones de ARN y
puentes de la cromatina durante la división celular 145. PTM de proteínas. Una cuestión interesante es si y cómo IDRs de proteínas que se
unen ARN contribuyen a la formación de conjuntos celulares de orden superior a
través de la separación de fases líquido-líquido y si es así, cuál es el papel de ARN
Este defecto fue resultado de insuficiente expresión de la proteína de es en estas transiciones.
reparación de rotura MRE11 de doble cadena parecer a causa de
traducción alterada. Ciclina A2 se une directamente a dos regiones
conservadas evolutivamente en el extremo 3 'UTR de MRE11 ARNm, que
parece ser sary nece y sufi ciente para la expresión MRE11 145 ( HIGO. 5b). Un Por último, las prácticas comerciales restrictivas podrían no convencionales ser
fragmento carboxi-terminal de la ciclina A2 que carece de unión a CDK es controlados por el ARN? Nos hemos acostumbrado a la idea de que las proteínas
necesaria y suficiente para la unión de ARN, y su expresión en MEFs funciones son modulados por otras proteínas, pero hay un amplio espacio para
restaurado síntesis MRE11 apropiado. Curiosamente, la región de considerar la posibilidad de que la función biológica conocida de una proteína puede
ARN-que interactúan de la ciclina A2 también se une la eIF4A2 traducción ser alterada a través de 'riboregulation' - en otras palabras, que un cambio en
factor de iniciación. Tomados en conjunto, los datos identifican una función proteínas función puede ser provocado por su interacción con el ARN ( HIGO. 1b). Las
inesperada, CDK-independiente de la ciclina A2 como un RBP que prácticas comerciales restrictivas PKR, RIGI y TRIM25 pueden servir como ejemplos
promueve la traducción MRE11 ARNm, potencialmente a través de una de esta clase de proteínas. Ya sabemos mucho acerca de las prácticas comerciales
interacción con eIF4A2. restrictivas, pero los experimentos futuros obligados a superar nuestras
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eucariótica factor de iniciación de 3 con las regiones 5' no traducida del virus regula su metabolismo. Los autores dedican esta revisión a la memoria de B. Fischer, que lamentablemente
de la hepatitis C y porcina ARN del virus de la fiebre clásica. J. Virol. 72, 4775-4782 falleció, mientras que esta revisión fue en preparación. Los autores agradecen a los
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