“Caracterización bioquímica, molecular y funcional de las mutantes nulas del gen UmRrm75 de Ustilago maydis”

Abstract

"Las proteínas de unión a ARN (RBPs) participan en la regulación post-transcripcional, incluyendo el procesamiento, exportación, localización, degradación y control de la traducción del ARN. Nuestro laboratorio reportó el gen UmRrm75 que codifica para una RBP del hongo fitopatógeno Ustilago maydis. UmRrm75 presenta tres motivos del tipo RRM separados por regiones ricas en glicinas, y un motivo SR en el extremo N-terminal. Mutantes nulas del gen UmRrm75 mostraron crecimiento lento y una reducción en la virulencia en plantas de maíz. En este estudio, nos enfocamos a la caracterización molecular, bioquímica y funcional de la mutante ΔUmRrm75. Determinamos que la proteína UmRrm75 presenta una actividad de chaperona de ARN en un sistema heterólogo de E. coli. Nosotros reportamos que a las temperaturas de 15°C y 37°C, el gen UmRrm75 se induce y las cepas mutantes ΔUmRrm75 presentan un menor crecimiento en comparación a las cepas parentales. Interesantemente, las mutantes ΔUmRrm75 acumulan H2O2 y melanina, y presentan un mayor número de peroxisomas. Para contrarrestar esta acumulación de H2O2, las mutantes ΔUmRrm75 inducen la expresión del gen UmYap1, y presenta una mayor actividad de catalasa. Por otro lado, descubrimos que la ΔUmRrm75 presenta una mayor sensibilidad a boro que la cepa parental, tal como se reportó para la mutante ΔScHrb1 de Saccharomyces cerevisiae. Además, encontramos que la ΔScHrb1 presenta una mayor sensibilidad a H2O2, como la ΔUmRrm75. Mediante una complementación funcional en la mutante ΔScHrb1, en donde se expresó el gen UmRrm75, logramos reducir la sensibilidad a boro y H2O2 a los niveles de la parental de S. cerevisiae. Por último, mostramos que la proteína UmRrm75 fue localizada en el núcleo de células de levadura como de micelio del hongo U. maydis. En conjunto, nuestros datos contribuyen a comprender el papel de la proteína UmRrm75, postulándola como un ortólogo funcional de la proteína ScHrb1 de S. cerevisiae, que podría estar involucrada en el procesamiento del ARN."

"RNA-binding proteins (RBPs) participate in post-transcriptional regulation including RNA processing, export, localization, degradation, and control of translation. Our laboratory reported the UmRrm75 gene encoding an RBP in phytopathogenic fungus Ustilago maydis. UmRrm75 has three RRM-like motifs separated by glycine-rich regions, and an SR motif at the N-terminus. Null mutants of the UmRrm75 gene showed slow growth and a reduction in virulence in maize plants. In this study, we focus on the molecular, biochemical and functional characterization of the ΔUmRrm75 mutants. We determined that the UmRrm75 protein exhibits RNA chaperone activity in a heterologous E. coli system. We reported that at temperatures of 15°C and 37°C, the UmRrm75 gene is induced, and the ΔUmRrm75 mutant strains showed less growth compared to the parental strains. Interestingly, the ΔUmRrm75 mutants accumulate H2O2 and melanin, and present a greater number of peroxisomes. To counteract this accumulation of H2O2, the ΔUmRrm75 mutants induce the expression of the UmYap1 gene, and show greater catalase activity. On the other hand, we discovered that ΔUmRrm75 has a higher sensitivity to boron than the parental strain, as reported for the ΔScHrb1 mutant of Saccharomyces cerevisiae. Furthermore, we found that ΔScHrb1 has a higher sensitivity to H2O2, as same the ΔUmRrm75 mutant strain. Through a functional complementation in the ΔScHrb1 mutant, where the UmRrm75 gene was expressed, we were able to reduce the sensitivity to boron and H2O2 in the same way as the S. cerevisiae parental strain. Finally, we showed that the UmRrm75 protein was located in the nucleus of yeast and mycelium cells of the smut fungus U. maydis. Taken together, our data contribute to understanding the role of the UmRrm75 protein, postulating it as a functional orthologue of the S. cerevisiae ScHrb1 protein, which could be involved in RNA processing."