Análisis genómico de la interacción entre la transcripción y la degradación durante el recambio del mRNA en S. cerevisiae

Resumen

En eucariontes, el mRNA es transcrito en el núcleo, exportado hacia el citoplasma, traducido en proteínas y finalmente degradado. De esta manera, la expresión génica se describe como un sistema lineal. Un aspecto importante de la expresión génica consiste en mantener los niveles del mRNA, los cuales son el resultado de la interacción dinámica entre la tasa de transcripción y de degradación. Para mantener el equilibrio entre ambas tareas, es necesaria la existencia de mecanismos que comuniquen ambos procesos. Utilizando la levadura S. cerevisiae y mediante la técnica llamada Genomic Run On, estudié el recambio del mRNA.ElGenomic Run On permite medir a escala genómica la tasa de transcripción y la cantidad de mRNA maduro de todos los genes de S. cerevisiae simultáneamente. Eliminando factores que participan de la transcripción, analicé cómo se afecta la síntesis, la degradación y los niveles de mRNA maduro. Los resultados mostraron que cuando se afecta la transcripción, los niveles de mRNA se compensan mediante cambios en la estabilidad de los mensajeros. Similares resultados se obtuvieron eliminando factores envueltos en la degradación. Al afectarse la degradación se espera que ocurra una acumulación del mRNA no degradado, sin embargo, nuestros resultados mostraron que el nivel de mRNA maduro se mantiene dentro de ciertos niveles. Como consecuencia, la tasa de transcripción disminuyó, compensando esto con un aumento en la estabilidad del mRNA, pero no en su cantidad. Estos resultados indican que la regulación génica es un proceso circularmente regulado, en donde hay mecanismos aún no descritos que comunican los procesos de degradación y transcripción de manera cruzada. Finalmente, estudiamos el transcriptoma naciente a escala genómica de un conjunto de cepas de S. cerevisiae con cambios importantes en el volumen celular. Nuestros resultados indican que la transcripción del rRNA y tRNAs escalan con el incremento del volumen celular para mantener sus niveles constantes, mientras que la transcripción del mRNA no se ajusta a los cambios del volumen celular. Esto indica que la célula compensa la concentración de sus proteínas aumentando la transcripción de los componentes de la maquinaria de traducción.