POLG, situé sur le chromosome nucléaire 15, encode l'ADN polymérase γ(Pol γ).

Pol γ est responsable de la réplication et de la réparation de l'ADN mitochondrial (ADNmt). Pol γ est la seule ADN polymérase présente dans les mitochondries pour la plupart des cellules animales. Les mutations de POLG sont la cause monogénique la plus courante des maladies des mitochondries et ont été cartographiées sur la région codante de l'ORF de POLG.

Résultats

En utilisant le PhyloCSF pour étudier les cadres de lecture alternatifs, nous avons trouvé une signature de codage conservée dans un cadre alternatif dans les exons 2 et 3 de POLG, ici appelé ORF-Y qui est apparu de novo chez les mammifères placentaires. En utilisant le programme synplot2, nous avons trouvé un site synonyme de conservation chez les mammifères dans la région de l'ORF de POLG qui est recouverte par l'ORF-Y. Les données de profilage des ribosomes ont révélé que l'ORF-Y est traduit et que l'initiation se produit probablement au niveau d'un codon CUG. L'inspection d'un alignement de séquences de mammifères contenant ORF-Y a révélé que le codon CUG a un fort contexte d'initiation et qu'une boucle d'ARN bien conservée commence 14 nucléotides en aval. De telles caractéristiques sont associées à une initiation accrue chez les codons quasi-cognés non-AUG. La réanalyse de l'ensemble de données du protéome humain provisoire de Kim et al. (2014) a donné deux peptides uniques qui correspondent sans ambiguïté à l'ORF-Y. Un autre ORF conservé, appelé ici ORF-Z, a également été trouvé dans l'exon 2 de POLG. Enfin, nous avons étudié les variantes de Clinvar qui sont synonymes de l'ORF de POLG et avons constaté que la plupart de ces variantes provoquent des modifications des acides aminés dans l'ORF-Y ou l'ORF-Z.

Conclusions

Nous fournissons des preuves d'une nouvelle séquence codante, ORF-Y, qui chevauche l'ORF POLG. Les données de profilage des ribosomes et de spectrométrie de masse montrent que l'ORF-Y est exprimée. L'analyse du PhyloCSF et du synplot2 montre que l'ORF-Y est soumis à une forte sélection purificatrice. Une abondance de mutations liées à la maladie qui correspondent aux exons 2 et 3 de POLG mais qui affectent également l'ORF-Y donne une signification clinique potentielle à cette découverte.

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