Expanding the repertoire of deadenylases

Abstract

Deadenylases belong to an expanding family of exoribonucleases involved mainly in mRNA stability and turnover, with the exception of PARN which has additional roles in the biogenesis of several important non-coding RNAs, including miRNAs and piRNAs. Recently, PARN in C. elegans and its homolog PNLDC1 in B. mori were reported as the elusive trimmers mediating piRNA biogenesis. In addition, characterization of mammalian PNLDC1 in comparison to PARN, showed that is specifically expressed in embryonic stem and germ cells, as well as during early embryo development. Moreover, its expression is correlated with epigenetic events mediated by the de novo DNMT3b methyltransferase and knockdown in stem cells upregulates important genes that regulate multipotency. The recent data suggest that at least some new deadenylases may have expanded roles in cell metabolism as regulators of gene expression, through mRNA deadenylation, ncRNAs biogenesis and ncRNA-mediated mRNA targeting, linking essential mechanisms that regulate epigenetic control and transition events during differentiation. The possible roles of mammalian PNLDC1 along those dynamic networks are discussed in the light of new extremely important findings.

The Interplay between the RNA Decay and Translation Machinery in Eukaryotes

“…Recent evidence suggests that CCR4 and CAF1/POP2 deadenylases can also remove terminal non-adenosine residues if the complex is anchored to the RNA substrate by upstream adenosine tracts (Niinuma et al 2016). Finally, in addition to PAN2/PAN3 and CCR4-NOT, eukaryotic cells also contain a number of addi-tional deadenylases that can influence poly(A) tail length (Skeparnias et al 2017) and play roles in small RNA biogenesis. Of these, poly(A) ribonuclease (PARN), the most extensively studied, can interact with the 5 0 cap of the mRNA substrate to enhance enzymatic activity/processivity (Virtanen et al 2013;Niedzwiecka et al 2016).…”

The microRNA and the perspectives of miR-302

“…A reciprocal feedback loop with miRNA is caused by the overexpression of ADARI [32]. PARN, or poly(A) specific ribonuclease, holds an important role in miRNA-dependent control of mRNA decay and regulation of p53 expression, meaning the facilitation of the biogenesis of many important noncoding RNAs [33, 34]. The N-terminal helicase, a dynamically evolving Dicer domain, can be dimerized by itself and mediated by ATPase activity as a mechanism for RNA length discrimination by a Dicer family protein, which results in the recognition of miRNA targets [35, 36].…”

Διερεύνηση Αλληλεπιδράσεων RNA-πρωτεϊνών Και Του Ρόλου Τους Στη Ρύθμιση Της Πρωτεϊνοσύνθεσης Και Της Διαφοροποίησης Των Κυττάρων

“…Συγκεκριμένα, η PARN ευθύνεται τόσο για την αποικοδόμηση μορίων mRNA όσο και για τη βιογένεση πολλών sncRNA μορίων όπως τα miRNAs, piRNAs και snoRNAs(141). Το γεγονός αυτό οφείλεται στην ύπαρξη διαφόρων ρυθμιστικών δομικών περιοχών οι οποίες επιτρέπουν την αλληλεπίδραση της συγκεκριμένης αποαδενυλάσης με πρωτεϊνικούς παράγοντες ή/και μόρια RNA καθορίζοντας με τον τρόπο αυτό τη δράση της(148).Επιπλέον, πολλές αποαδενυλάσες συμμετέχουν ταυτόχρονα σε διαφορετικές κυτταρικές διεργασίες, προσαρμόζοντας τη δράση και τη λειτουργία τους τόσο με βάση το γονιδίωμα όσο και με το τύπο των κυττάρων όπου αυτές εκφράζονται(94).Η παρούσα διατριβή αφορά στη μελέτη της PNLDC1, μιας πρόσφατα από την ερευνητική μας ομάδα, χαρακτηρισμένης αποαδενυλάσης η οποία ανήκει στην DEDDh ομάδα και το ενεργό της κέντρο παρουσιάζει μεγάλη ομολογία (31%) με αυτό της πιο γνωστής και ήδη μελετημένης αποαδενυλάσης αυτής της οικογένειας, της PARN(244). Το γονίδιο της ανθρώπινης PNLDC1 βρίσκεται στο χρωμόσωμα 6 και μέσω εναλλακτικού ματίσματος παράγονται δύο διαφορετικές ως προς το αμινοτελικό τους άκρο ισομορφές.…”