Análisis comparativo del transcriptoma de escherichia coli y schizosaccharomyces pombe en dos escenarios metabólicos

Resumen Las técnicas de secuenciación de última generación (Next Generation sequencing) han determinado una nueva era en las ciencias biológicas, especialmente en las investigaciones genómicas. Actualmente, la secuenciación masiva de RNA (RNA-seq), ha incrementado el conocimiento acerca del “universo del RNA” a partir de la caracterización global de transcriptomas, estudios de expresión diferencial de genes y el continuo descubrimiento de transcritos reguladores no codificantes como los sRNAs (pequeños RNAs del inglés small RNAs). La regulación post-transcripcional de genes es un mecanismo de control de la expresión génica que esta presente tanto en organismos procariontes como eucariontes y regula múltiples procesos biológicos. Uno de esos mecanismos es la regulación por RNAs no codificantes (ncRNAs). Ejemplos de ncRNA que regulan los niveles de transcritos de genes relacionados al metabolismo central del carbono se han descrito en bacterias y en eucariontes superiores. Con el propósito de describir si existen analogías en circuitos regulatorios mediados por ncRNAs en dos patrones celulares, se realizó un análisis comparativo del transcriptoma de Escherichia coli y Schizosaccharomyces pombe en condiciones similares de crecimiento. Se realizaron 12 librerías de RNA-seq. Los datos de RNA-seq contenían una cantidad de lecturas del orden de 106 y las lecturas mapeadas sin ambigüedad sobre el genoma de cada organismo oscilo entre 1-1.3 millones. Un total de 739 y 743 genes se se detectaron como expresados diferencialmente para E. coli y S, pombe respectivamente. Entre los genes expresados diferencialmente en E. coli se destacan factores de transcripción generales como fliA, factores de regulación específicos e incluso 11 sRNAs validados en la literatura y otros como cyaR que está sujeto represión catabólica. En S.pombe se destacan como enriquecidos, genes asociados a la síntesis de proteínas, la síntesis de nucleótidos así como transportadores de hexosas y ncRNAs relacionados con estrés celular.

Abstract Next Generation sequencing techniques have ushered in a new era in life sciences, especially genomic research. Currently, massive RNA sequencing (RNA-seq) has increased knowledge about the "RNA universe" from the global characterization of transcriptomes, differential gene expression studies and the continued discovery of non-coding regulatory transcripts such as sRNAs (small RNAs). Post-transcriptional gene regulation is a mechanism for controlling gene expression that is present in both prokaryote and eukaryote organisms and regulates multiple biological processes. One such mechanism is regulation by non-coding RNAs (ncRNAs). Examples of ncRNAs that regulate the levels of transcripts of genes related to central carbon metabolism have been described in bacteria and higher eukaryotes. In order to describe whether analogies exist in regulatory circuits mediated by ncRNAs in two cell patterns, a comparative analysis of the transcriptome of Escherichia coli and Schizosaccharomyces pombe in similar growth conditions was performed. Twelve RNA-seq libraries were performed. The RNA-seq data contained a number of readings of the order of 106 and the unambiguously mapped readings on the genome of each organism ranged from 1-1.3 million. A total of 739 and 743 genes were detected as differentially expressed for E. coli and S, pombe respectively. Among the genes differentially expressed in E. coli, general transcription factors such as fliA, specific regulatory factors and even 11 sRNAs validated in the literature and others such as cyaR which is subject to catabolic repression stand out. In S.pombe, genes associated with protein synthesis, nucleotide synthesis as well as hexose transporters and ncRNAs related to cellular stress are highlighted as enriched.