Functional Study of Leishmania braziliensis Protein Arginine Methyltransferases (PRMTs) Reveals That PRMT1 and PRMT5 Are Required for Macrophage Infection

Autor(es)

Lorenzon, Lucas ; Quilles Jr, Jose C. ; Campagnaro, Gustavo Daniel ; Orsine, Lissur Azevedo ; Almeida, Leticia ; Veras, Flavio ; Miserani Magalhaes, Rubens Daniel ; Diniz, Juliana Alcoforado ; Ferreira, Tiago Rodrigues ; Cruz, Angela Kaysel

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: ACS INFECTIOUS DISEASES; v. 8, n. 3, p. 17-pg., 2022-03-11.

Resumo

In trypanosomatids, regulation of gene expression occurs mainly at the posttranscriptional level, and RNA-binding proteins (RBPs) are key players in determining the fates of transcripts. RBPs are targets of protein arginine methyltransferases (PRMTs), which posttranslationally regulate the RNA-binding capacity and other RBP interactions by transferring methyl groups to arginine residues (R-methylation). Herein, we functionally characterized the five predicted PRMTs in Leishmania braziliensis by gene knockout and endogenous protein HA tagging using CRISPR/Cas9 gene editing. We report that R-methylation profiles vary among Leishmania species and across L. braziliensis lifecycle stages, with the peak PRMT expression occurring in promastigotes. A list of PRMT-interacting proteins was obtained in a single coimmunoprecipitation assay using HA-tagged PRMTs, suggesting a network of putative targets of PRMTs and cooperation between the R-methylation writers. Knockout of each L. braziliensis PRMT led to significant changes in global arginine methylation patterns without affecting cell viability. Deletion of either PRMT1 or PRMT3 disrupted most type I PRMT activity, resulting in a global increase in monomethyl arginine levels. Finally, we demonstrate that L. braziliensis PRMT1 and PRMT5 are required for efficient macrophage infection in vitro, and for axenic amastigote proliferation. The results indicate that R-methylation is modulated across lifecycle stages in L. braziliensis and show possible functional overlap and cooperation among the different PRMTs in targeting proteins. Overall, our data suggest important regulatory roles of these proteins throughout the L. braziliensis life cycle, showing that arginine methylation is important for parasite-host cell interactions. (AU)

• Processo FAPESP: 21/10043-5 - Análises computacionais comparativas de transcriptomas e identificação, em larga escala, de interações entre proteínas ligantes de RNA e ncRNAs e proteínas de reparo/recombinação e DNA
• Beneficiário: Lissur Azevedo Orsine
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Programa Capacitação - Treinamento Técnico
• Processo FAPESP: 20/00088-9 - Regulação epigenética da expressão gênica em Leishmania
• Beneficiário: José Carlos Quilles Junior
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 16/00969-0 - Estudo do papel de arginina metiltransferases em Leishmania braziliensis
• Beneficiário: Lucas Bigolin Lorenzon
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Processo FAPESP: 16/14657-0 - O impacto da metilação mediada por PRMT7 no processo de diferenciação de promastigotas em amastigotas e virulência do parasito Leishmania major
• Beneficiário: Juliana Alcoforado Diniz
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 15/13618-8 - Regulando trans-reguladores: investigação da via molecular de PRMT7 como regulador epigenético da virulência em Leishmania
• Beneficiário: Angela Kaysel Cruz
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Processo FAPESP: 18/14398-0 - Centro Reino-Unido-Brasil para o Estudo da Leishmaniose (JCPiL)
• Beneficiário: Angela Kaysel Cruz
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Processo FAPESP: 20/02372-6 - Ações coordenadas pela enzima Arginina Metiltransferase 5 de Leishmania braziliensis
• Beneficiário: Gustavo Daniel Campagnaro
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 19/18607-5 - Identificação computacional e caracterização estrutural de RNA não codificadores em Leishmania braziliensis
• Beneficiário: Rubens Daniel Miserani Magalhães
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado