Characterization of cis-natural antisense long noncoding RNAs overlapping the UGT73C6 gene in Arabidopsis thaliana

Abstract

Es wird gezeigt, dass lange nicht-kodierende RNAs (lncRNAs) biologische Prozesse in Pflanzen und Tieren regulieren. Diese Studie konzentriert sich auf die Charakterisierung von natürlichen Antisense-lncRNAs, bezeichnet als lncNAT1 und lncNAT2, zusammen LncNATs-UGT73C6, die das UDP-Glykosyltransferase-Gen UGT73C6 in A. thaliana überlappen. Reporterlinien von lncNAT1 und lncNAT2 weisen auf Promotoraktivität in Wurzeln bzw. Sprossen hin. Eine Veränderung in den Expressionsniveaus von lncNATs-UGT73C6 beeinträchtigte die Rosettenfläche. Überraschenderweise fehlte der Mechanismus der Genexpressionsregulierung, der die Familienmitglieder LncNATs-UGT73C6 und UGT73C verwendet. Dennoch schlagen wir auf der Grundlage von in vivo-Reporter-Assays und in silico-Analysen vor, dass LncNATs-UGT73C6 über eine Zielmimikry von mir396 funktioniert. Darüber hinaus ergab die Analyse potenzieller offener Leseraster (pORFs) von lncNAT2, dass sie als bona fide lncRNAs fungieren, die die Blattgröße modulieren.

Long non-coding RNAs (lncRNAs) are shown to regulate various biological processes both in plants and animals. This study focuses on experimental characterization of natural antisense long non-coding RNAs, referred as lncNAT1 and lncNAT2, collectively LncNATs-UGT73C6, which overlaps UDP-glycosyltransferase gene, UGT73C6 in A. thaliana. Reporter lines fusing the promoter region of lncNAT1 and lncNAT2 indicate promoter activity in roots and shoots, respectively. Alteration in expression levels of lncNATs-UGT73C6 significantly affected rosette area. Surprisingly, mechanism of gene expression regulation employing LncNATs-UGT73C6 and UGT73C6 or other UGT73C family members was not observed. Nevertheless, based on in vivo reporter assays and in silico analysis, we propose that LncNATs-UGT73C6 function via target mimicry of mir396. Moreover, analysis of potential open reading frames (pORFs) from lncNAT2 highlighted that LncNATs-UGT73C6 act as bona fide lncRNAs modulating leaf size.