Kinetoplastid Biology and Disease, 2006; 5: 5-5 (más artículos en esta revista)

Maxicircle radicalmente diferentes clases dentro del mismo kinetoplast: un artefacto o una nueva característica de la kinetoplast genoma?

BioMed Central
Pavel N Flegontov (flegontov@list.ru) [1], Alexander A Kolesnikov (sasha@protein.bio.msu.ru) [1]
[1] Departamento de Biología Molecular, Lomonosov Moscow State University, Vorobjevy Gory 1, Build. 12, 119992 Moscú, Rusia

Este es un artículo de acceso abierto distribuido bajo los términos de la licencia Creative Commons Attribution License (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0], que permite el uso ilimitado, distribución y reproducción en cualquier medio, siempre que la obra original es debidamente citados.

Resumen

Se discuten aquí algunos resultados que sugieren que maxicircle radicalmente diferentes clases de coexistir en el mismo kinetoplast. Estos datos, aunque provisional e incompleto, puede proporcionar una nueva perspectiva sobre la estructura del genoma kinetoplast y de expresión.

Informe

Kinetoplast El genoma está compuesto de una gran población heterogénea de minicircles y un pequeño número de maxicircles. El maxicircles contienen una región conservada de codificación de 16-17 kb y no codificantes "divergentes" región que es muy variable en diferentes cepas y especies [1 - 11]. Se cree que la población de maxicircles dentro de una sola mitocondria es homogénea.

Los primeros resultados que contradicen esta hipótesis ampliamente aceptadas se obtuvieron por Lee et al. en los principios de los 90-es [12 - 16]. Cambios drásticos de kinetoplast DNA se observaron en las cepas de Leishmania mexicana amazonensis seleccionado in vitro para arsenite o tunicamycin resistencia, y estos cambios fueron acompañados de amplificación de ADN extracromosómico en el núcleo [12]. Se demostró que una nueva variante maxicircle ADN apareció en todas las drogas a lo largo de cepas resistentes con la amplificación de ADN extracromosómico. Esta variante se caracteriza por un modelo de restricción de sitios [12, 13], que tenía una radicalmente diferente de la secuencia del citocromo b de genes [13] y también está representada una amplia secuencia de ADN reordenamientos en la región divergentes [16]. Sin embargo, la células mutantes demostraron un patrón de crecimiento normal y al parecer retenido funcionamiento mitocondria [13]. Por otra parte, las alteraciones de la minicircle kinetoplast componente del ADN ( "minicircle cambiar la posición dominante") también fueron observados: el predominio de tipo salvaje minicircle clase fue sustituido por otros minicircle clases en la droga-resistentes a las células [12 - 15]. Es la hipótesis de que el cambio de posición dominante minicircle podrían alterar las vías de edición y ayudar a generar funcional de las proteínas alteradas maxicircle secuencia (por ejemplo, del gen del citocromo b) [13]. Sorprendentemente, muy similar maxicircle variantes aparecieron en diferentes líneas de células clonadas seleccionaron de forma independiente para arsenite o tunicamycin resistencia [13, 16]. Este hecho de llevar a los autores a suponer que había más de un tipo maxicircle en la kinetoplast DNA red en todas las líneas celulares estudiadas, y un menor de edad se convirtió en maxicircle variante frecuente después de la selección para la resistencia a los medicamentos [13]. Por lo tanto, el cambio de posición dominante maxicircle podría acompañar el cambio de posición dominante minicircle. Esta conclusión sigue siendo controvertido porque, en vez inesperadamente, menor maxicircle clases no se hayan detectado directamente por PCR o hibridación en el medio silvestre o de tipo de drogas y cepas resistentes porque los resultados de Lee et al. nunca se repite de otro grupo. Sin embargo, no queda otra alternativa mecanismos que subyacen a la observado cambios drásticos de la kinetoplast DNA se propusieron.

Los nuevos resultados obtenidos recientemente por nosotros [9] en relación con las especies, las principales Leishmania, arrojar una nueva luz sobre el potencial fenómeno encontrados por Lee et al. con L. M. amazonensis. Hemos observado que el promastigote-amastigote diferenciación in vivo se acompaña de una alteración de la región maxicircle divergentes secuencia [9]. El DR estructura demostrado ser radicalmente diferentes a las promastigote y amastigote etapas. En gran escala secuencia de reordenamientos y también múltiples las pequeñas inserciones y deleciones y sustituciones de nucleótidos solo se observaron. La mayoría notablemente, varias cepas de origen independiente demostró un patrón idéntico reordenación lo que sugiere que el hipotético "cambio de posición dominante maxicircle" podría tener lugar durante la diferenciación. Sin embargo, nuestros resultados siguen siendo provisionales, y este trabajo debe repetirse en clonal in vitro utilizando líneas celulares.

No se sabe pero es posible que maxicircle genoma actividad difiere entre los amastigote y promastigote etapas. La hipótesis de que la estructura de la divergencia y / o la codificación de la región en la que prevalece maxicircle clase puede determinar el patrón de actividad del genoma. Por lo tanto, un nuevo mecanismo de regulación puede actuar en el kinetoplast de Leishmania: un genoma especializados para cada etapa del ciclo de vida. Este mecanismo sigue siendo meramente hipotético, pero debido a su novedad e importancia que merece una profunda verificación experimental.

El discutido resultados sugieren que: 1) maxicircles puede ser intrínsecamente heterogéneos (al menos en algunas especies de Leishmania), 2) diferentes clases maxicircle pueden coexistir dentro de un mismo kinetoplast (desde las cepas de L. amazonensis m. utilizada por Lee et al. Eran clonal), 3) maxicircle clases pueden tener diferentes divergentes región de estructura diferente, e incluso algunas secuencias de genes, 4) un interruptor de la clase predominante maxicircle acompañada de cambios en la abundancia de minicircle clases podría dar lugar a alteración de las pautas de edición, 5) la maxicircle y minicircle dinámica podría representar un novedoso mecanismo de regulación de la expresión génica kinetoplast. Estas hipótesis proporcionar una nueva perspectiva sobre el genoma kinetoplast expresión y, por tanto, merecen pruebas rigurosas.

Conclusión

Se postula que un interruptor de la clase predominante maxicircle pueden tener lugar durante el promastigote-amastigote diferenciación y bajo la presión de drogas. Los datos analizados aquí, si bien ambigua e incompleta, sugieren que un nuevo mecanismo de regulación podrán operar en el kinetoplasts. Estudios posteriores o bien confirmar la coexistencia de maxicircle radicalmente diferentes clases dentro del mismo kinetoplast o dar una explicación alternativa para la kinetoplast observado alteraciones del ADN.

Conflicto de intereses

Los autores declaran que no tienen intereses en conflicto.