Caracterització del cicle de vida dels retrotransposons telomèrics HeT-A i TART de Drosophila melanogaster

Abstract

Els telòmers són estructures dels extrems dels cromosomes linials d’organismes eucariotes. La longitud telomèrica es manté mitjançant l’enzim telomerasa en la majoria d’eucariotes, on s’hi troba altament conservat. Drosophila, en canvi, empra un mecanisme de replicació telomèrica alternatiu: els retrotransposons de tipus no-LTR anomenats HeT-A, TART i TAHRE. Estudis anteriors han hipotetitzat el cicle de vida que duen a terme aquests transposons per elongar els telòmers, no obstant, aquest encara no ha estat demostrat ni es coneixen els factors cel•lulars que hi participen. A més, no s’ha estudiat mai anteriorment la localització de les proteïnes endògenes de HeT-A i TART, així com només s’ha pogut observar la localització dels seus trànscrits en organismes mutants que sobreexpressen aquests retrotransposons. Aquesta tesi doctoral presenta una caracterització detallada de les proteïnes i els RNAs de HeT-A i TART a diferents teixits salvatges i mutants de Drosophila melanogaster. S’hi identifiquen també diverses proteïnes cel•lulars que interaccionen amb les proteïnes telomèriques de Drosophila, i que podrien estar participant en el seu cicle de vida. D’aquestes, les més rellevants són Nap-1, Z4, Lost i Tral, les quals s’han analitzat en major detall. Algunes de les funcions que aquestes proteïnes estarien duent a terme en el cicle de vida telomèric de Drosophila són: regular l’expressió de HeT-A, localitzar i ajudar al transport correcte de les proteïnes i els RNAs telomèrics dins la cèl•lula, processar els trànscrits telomèrics o regular-ne la traducció, i participar en l’estabilitat telomèrica. En global, aquest estudi contribueix a incrementar els coneixements que es tenien fins ara sobre el cicle de vida telomèric de Drosophila, així com obre tot un ventall de noves proteïnes i factors a investigar en futurs estudis sobre els telòmers d’organismes eucariotes.

Telomeres are structures at the end of the chromosomes of eukaryote organisms. Telomere length is maintained by telomerase enzyme in most eukaryotes, however, Drosophila uses an alternative mechanism to replicate telomeres: the non-LTR retrotransposons HeT-A, TART and TAHRE. Previous reports have hypothesized the life cycle that these transposons perform in order to increase telomere length but it has never been confirmed, and little is known about which cellular factors may participate in it. Even more, the localization of the endogenous proteins of HeT-A and TART has never been studied, and their transcripts have only been observed in mutant flies that overexpress these retrotransposons. This PhD thesis analyzes the localization of HeT-A and TART proteins and RNAs in wild-type and mutant tissues of Drosophila melanogaster. Different cellular proteins that interact with the telomere proteins, and might be involved in the life cycle of HeT-A and TART, are identified. Among them, Nap-1, Z4, Lost and Tral are the most relevant, so we have studied them in detail. Some of the roles that these proteins may be doing in the life cycle of Drosophila telomeres are: regulation of HeT-A expression, cellular localization and transport of the telomere proteins and RNAs, processing and translation regulation of HeT-A and TART transcripts, and telomere stability. Overall, this study contributes to increase the knowledge about the life cycle of Drosophila telomeres, and opens up a range of new proteins and factors to be investigated in future studies about eukaryote telomeres.