KaeA(suD pro) – globalne białko regulacyjne

Białko Kae1p, jako podjednostka kompleksu KEOPS/EKC, bierze udział w procesie niezwykle silnie konserwowanej ewolucyjnie, specyficznej modyfikacji tRNA (t6A37), która wzmacnia oddziaływanie pomiędzy kodonem i antykodonem, co przeciwdziała przesuwaniu ramki odczytu w trakcie translacji oraz wspomaga właściwą inicjację translacji. Rola ta jest najprawdopodobniej główną funkcją kompleksu, lecz białku Kae1p wraz z całym kompleksem KEOPS, przypisuje się również inne funkcje. Cgi121p, jedna z pozostałych czterech podjednostek kompleksu, jest niezbędne w procesie regulacji długości telomerów, jak i ich rekombinacji, lecz nie jest wymagane w procesie modyfikacji tRNA. Wyniki doświadczeń z wykorzystaniem immunoprecypitacji chromatyny (ChIP) pokazały, że OSGEP, ludzki homologi Kae1p, lokalizuje się w chromatynie. U drożdży wykazano również, że Kae1p występuje zarówno w jądrze, jak i w cytoplazmie. Wszystkie te obserwacje sugerują, że kompleks KEOPS lub jego podjednostki mogą również uczestniczyć w procesie transkrypcji. Celem tej pracy było ustalenie funkcji KaeA u modelowego grzyba strzępkowego Aspergillus nidulans. Mutacje w genie kaeA zidentyfikowano ponad 50 lat temu jako supresory auksotroficznych mutacji prolinowych, które prowadzą do podwyższenia pozimu ekspresji genów katabolizmu argininy. Dlatego zaproponowano, że gen kaeA, nazywany wcześniej suD(pro), koduje regulator transkrypcji tych genów. W ramach niniejszej pracy wykazano, że KaeA jest podjednostką kompleksu KEOPS, co potwierdziło, że u A. nidulans, podobnie jak w innych organizmach, główną funkcją KaeA jest modyfikacja tRNA. Analiza poziomu modyfikacji t6A37 w mutantach kaeA19 i kaeA25 wykazała, że nie jest on zmieniony w tych mutantach. Wysoko - przepustowa analiza transkryptomiczna tych mutantów (RNA-Seq) wykazała, że mutacje te wpływają na poziom transkrypcji nie tylko genów katabolizmu argininy, ale również wielu innych genów, w tym kodujących czynniki transkrypcyjne. Zidentyfikowano białka, z którymi oddziałuje KaeA. Wśród nich zidentyfikowano nie tylko pozostałe podjednostki kompleksu KEOPS, ale także kinazy białkowe i regulatory transkrypcji Wysoko - przepustowa analiza typu ChIP-Seq, potwierdziła, że KaeA jest zlokalizowane również w chromatynie. Wyniki otrzymane w ramach niniejszej pracy pokazują, że KaeA jest białkiem wielofunkcyjnym, biorącym udział nie tylko w modyfikacji t6A37, ale także w procesie regulacji transkrypcji. Zaproponowano model działania KaeA u A. nidulans.

The Kae1p protein, as a subunit of the KEOPS/EKC complex, participates in the process of a highly evolutionarily conserved specific modification of tRNA (t6A37), which enhances the interaction between the codon and anticodon, prevents frame-shifting during translation and supports proper initiation of translation. This role is likely the main function of the complex, but the Kae1p protein, along with the entire KEOPS complex, has also been attributed with other functions. Cgi121p, one of the other four subunits of the complex, is essential in the regulation of telomere length and their recombination, but it is not required in the tRNA modification process. Results from experiments using chromatin immunoprecipitation (ChIP) have shown that OSGEP, the human homolog of Kae1p, localizes in chromatin. In yeast, it has also been demonstrated that Kae1p is present in both the nucleus and the cytoplasm. All these observations suggest that the KEOPS complex or its subunits may also participate in the transcription process. The aim of this thesis was to determine the function of KaeA in the model filamentous fungus Aspergillus nidulans. Mutations in the kaeA gene were identified over 50 years ago as suppressors of proline auxotrophic mutations, which lead to an increased expression of arginine catabolism genes. Therefore, it was proposed that the kaeA gene, previously called suD(pro), encodes a transcriptional regulator of these genes. In this study, it was demonstrated that KaeA is a subunit of the KEOPS complex, confirming that in A. nidulans, as in other organisms, the main function of KaeA is tRNA modification. Analysis of the t6A37 modification level in kaeA19 and kaeA25 mutants showed that it is not altered in these mutants. High - throughput transcriptomic analysis of these mutants (RNA-Seq) showed that these mutations affect the transcription level of not only arginine catabolism genes but also many other genes, including those encoding transcription factors. Proteins interacting with KaeA were identified, among which not only the other subunits of the KEOPS complex but also protein kinases and transcriptional regulators were identified. High - throughput ChIP-Seq analysis confirmed that KaeA is also localized in chromatin. The results obtained in this study indicate that KaeA is a multifunctional protein involved not only in t6A37 modification but also in the transcription regulation process. A model of KaeA function in A. nidulans was proposed.