A study of alternative initiation codons in Candida cylindracea

Abstract

A Candida cylindracea constitui um caso particular do grupo de leveduras CTG-clade - apresenta uma total conversão do codão CUG de leucina (standard) em serina, em vez de o fazer de forma ambígua como os restantes membros do grupo. Para além disso, após a sequenciação e anotação do seu genoma completo e do seu mRNA, verificou-se que a Candida cylindracea possuí uma frequência consideravelmente elevada de genes iniciados pelos codões alternativos CTG e TTG relativamente às outras espécies filogeneticamente próximas, cuja grande maioria dos genes é iniciada por ATG (standard). Durante este trabalho foi validada a anotação do genoma desta espécie de modo a descartar possíveis artefactos, utilizando o MAKER como ferramenta. As sequências anotadas foram introduzidas na plataforma ANACONDA para desvendar algumas das principais características do genoma e do transcriptoma desta espécie. A análise destes dados basou-se em encontar diferenças significativas entre os diferentes tipos de sequências, de acordo com o seu codão de iniciação, tanto no genoma como no transcriptoma. A notória diferença entre a frequencia dos codões de iniciação das sequências de DNA e RNA, por sua vez, abriu portas à especulação acerca da presença de fenómenos de RNA editing. Ao reunir as peças deste puzzle tão singular, espera-se conseguir dar um passo em frente na compreensão do funcionamento do genoma de acordo com a relevância deste fenómeno. Resta para isso entender de que forma estas diferenças poderão estar conectadas e influenciar o genoma. Estudos posteriores com recurso a novas técnicas da era ómica poderão fornecer novos discernimentos nesta materia.

Candida cylindracea yeast is a peculiar case within the CTG clade – its total conversion of the CUG leucine codon into serine contrasts with the ambiguous way that the rest of the yeasts belonging to this group decode the CUG codon. Furthermore, after the sequencing and annotation of its complete genome and its mRNA sequences, it was yet ascertained that Candida cylindracea has a substantial frequency of alternative initiation codons, when compared to other phylogenetically close species, where the majority of the genes is started with the standard ATG codon. MAKER was used as annotation tool to validate the previous annotation of Candida cylindracea’s genome and transcriptome in order to forgo possible artifacts. The sequences produced were introduced in the ANACONDA platform to unveil some of the main features of the genome and transcriptome of this species. The analysis of this data was based in finding the significant differences between the distinct types of sequences according to their initiation codon, in both genome and transcriptome levels. The considerable differences between the DNA and the RNA sequences regarding their initiation codon allowed instigating the presence of RNA editing phenomena. Putting it all together, these singular events are expected to yield a better comprehension of the genome functioning. It is, therefore, necessary to understand in which ways these differences may be connected and if they influence the genome. Posterior studies resorting to new techniques of the omics era can provide new insights on this matter. .