Genome-defence small RNAs exapted for epigenetic mating-type inheritance

Autor: Eric Meyer, Baptiste Saudemont, Jean-Marc Aury, M Prajer, Sandra Duharcourt, Deepankar Pratap Singh, Simran Bhullar, Adriana Alberti, Linda Sperling, E. Przybos, Alexey Potekhin, Olivier Arnaiz, Gerard Guglielmi, Khaled Bouhouche, Véronique Tanty, Karine Labadie, Corinne Blugeon, Anne Aubusson-Fleury, Jean-François Gout, Maoussi Lhuillier-Akakpo
Přispěvatelé: Institut de biologie de l'ENS Paris (IBENS), Département de Biologie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre de génétique moléculaire (CGM), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Bioinformatique, phylogénie et génomique évolutive (BPGE), Département PEGASE [LBBE] (PEGASE), Laboratoire de Biométrie et Biologie Evolutive - UMR 5558 (LBBE), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Laboratoire de Biométrie et Biologie Evolutive - UMR 5558 (LBBE), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Department of Experimental Zoology, Institute of Systematics and Evolution of Animals, Polish Academy of Sciences, Polska Akademia Nauk = Polish Academy of Sciences (PAN), Department of Microbiology, St Petersburg State University (SPbU)-Faculty of Biology, Institut Jacques Monod (IJM (UMR_7592)), Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Génomique métabolique (UMR 8030), Genoscope - Centre national de séquençage [Evry] (GENOSCOPE), Université Paris-Saclay-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université d'Évry-Val-d'Essonne (UEVE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), 'Investissements d'Avenir' program ANR-10-LABX-54 MEMO LIFE/ANR-11-IDEX-0001-02 Paris Sciences et Lettres* Research University, Equipe FRM' grant, CNRS ATIP-Avenir, National Science Foundation grant MCB-1050161 , Erasmus Mundus program, the Ligue Nationale Contre le Cancer, Ministère de l'Enseignement Supérieur et de la Recherche, Fondation de la Recherche Médicale, grant RFBR 13-04-01683a, Institut de biologie de l'ENS Paris (UMR 8197/1024) (IBENS), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Département de Biologie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Polska Akademia Nauk (PAN), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Université d'Évry-Val-d'Essonne (UEVE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Département de Biologie - ENS Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université d'Évry-Val-d'Essonne (UEVE)
Rok vydání: 2014
Předmět:
MESH: Paramecium tetraurelia
Mating type
Non-Mendelian inheritance
Molecular Sequence Data
sex determination
Inheritance Patterns
developmental excision
MESH: Reproduction
Epigenesis
Genetic
MESH: Promoter Regions
Genetic
MESH: RNA
Small Interfering
MESH: Genome
MESH: Epigenesis
Genetic
Paramecium
Epigenetics
RNA
Small Interfering
Promoter Regions
Genetic
Gene
Sequence Deletion
Genetics
[SDV.GEN]Life Sciences [q-bio]/Genetics
MESH: Molecular Sequence Data
Genome
Multidisciplinary
biology
Macronucleus
Reproduction
programmed dna elimination
[SDV.BBM.BM]Life Sciences [q-bio]/Biochemistry
Molecular Biology/Molecular biology
MESH: Sequence Deletion
biology.organism_classification
MESH: Gene Expression Regulation
MESH: Genes
[SDV.MP]Life Sciences [q-bio]/Microbiology and Parasitology
MESH: DNA Transposable Elements
Gene Expression Regulation
Genes
ciliate paramecium-tetraurelia
DNA Transposable Elements
Paramecium tetraurelia
MESH: Inheritance Patterns
Programmed DNA elimination
Zdroj: Stem Cells and Development
Stem Cells and Development, 2014, 509 (7501), pp.447-52. ⟨10.1038/nature13318⟩
Stem Cells and Development, Mary Ann Liebert, 2014, 509 (7501), pp.447-52. ⟨10.1038/nature13318⟩
ISSN: 1476-4687
0028-0836
1547-3287
DOI: 10.1038/nature13318
Popis: International audience; In the ciliate Paramecium, transposable elements and their single-copy remnants are deleted during the development of somatic macronuclei from germline micronuclei, at each sexual generation. Deletions are targeted by scnRNAs, small RNAs produced from the germ line during meiosis that first scan the maternal macronuclear genome to identify missing sequences, and then allow the zygotic macronucleus to reproduce the same deletions. Here we show that this process accounts for the maternal inheritance of mating types in Paramecium tetraurelia, a long-standing problem in epigenetics. Mating type E depends on expression of the transmembrane protein mtA, and the default type O is determined during development by scnRNA-dependent excision of the mtA promoter. In the sibling species Paramecium septaurelia, mating type O is determined by coding-sequence deletions in a different gene, mtB, which is specifically required for mtA expression. These independently evolved mechanisms suggest frequent exaptation of the scnRNA pathway to regulate cellular genes and mediate transgenerational epigenetic inheritance of essential phenotypic polymorphisms.
Databáze: OpenAIRE
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