sRNA Genomics Lab
PhD in Plant Biology, Penn State University, USA
nathan.johnson@umayor.cl
Campus Huechuraba, Edificio de Ciencias, Piso 5, Laboratorio de Bioinformática y Biología Computacional
(+56) 2 2328 1323 (Asistente ejecutiva)
Los small RNAs (sRNAs) son una forma antigua y muy extendida de regulación de genes y genomas. Se encuentran en todos los eucariotas (excepto en aquellos que los han perdido...) y con frecuencia desempeñan roles esenciales en la regulación transcripcional, la integridad genómica y las interacciones entre organismos.
Los microRNAs (miRNAs) son quizá la clase de sRNA mejor estudiada (y mejor comprendida) y también se encuentran ampliamente en eucariotas. Gran parte de la razón por la que entendemos tan bien los miRNAs es su relativa sencillez de estudio. Sin embargo, la mayoría de los organismos producen muchos otros tipos de sRNA que han recibido relativamente poca atención. De hecho, la mayoría del software de anotación no anota estas características en absoluto.
En los hongos, este vacío es más pronunciado. Los esfuerzos de secuenciación a menudo sólo han rozado la superficie de la amplitud de loci que se encuentran en este reino. La gran diversidad filogenética de los hongos hace que este reto sea aún mayor. El principal objetivo de nuestro laboratorio es utilizar la gran cantidad de datos de secuenciación de sRNAs disponibles públicamente (de más de 60 especies) para empezar a anotar los muchos tipos de sRNA que producen estos organismos. Esto incluye explorar las definiciones de clases conocidas como los miRNA en los hongos.
Para ello, utilizamos las herramientas disponibles y desarrollamos las nuestras para afrontar los retos específicos de los hongos. Estamos interesados en utilizar estos datos para saber cómo evolucionan y funcionan los sRNAs en los hongos, explorando clases compartidas con relaciones con el estilo de vida de los hongos. Se sabe que los hongos utilizan sRNAs en interacciones con otros organismos, pero no está claro hasta qué punto esto se conserva o es común entre estas interacciones.
Nathan es Biólogo Vegetal de formación, con especialización biología computacional. Obtuvo su licenciatura en Michigan State University (Plant Biology, 2011) y un doctorado en Penn State University (Plant Biology, 2019) dentro de los Huck Institutes for Life Sciences. Allí, trabajó con el profesor Mike Axtell, estudiando sRNAs trans-especies en plantas parásitas. En 2020, Nathan se unió al Millennium Institute for Integrative Biology (iBio) en Chile como Post-Doc, trabajando con los profesores Elena Vidal y José Álvarez, investigando temas relacionados con redes de regulación de genes en plantas y sRNAs en hongos. En 2022, Nathan recibió un premio Fondecyt Iniciación (#11220727), enfocado en los temas del laboratorio de genómica de sRNAs. Recientemente en 2022, se unió al CGB como Profesor Instructor y se convirtió en Profesor Asistente en 2023.
De este laboratorio:
Melet, L., Canan, J., Villalobos, P., Vidal-Veuthey, B., González-Toro, F., Orellana, I., Rivas-Pardo, J.A., Cárdenas, J.P., Moraga, C., Castro-Fernandez, V., Johnson, N.R., Vidal, E.A. (2025). Clade-wide proteome analysis shows widespread non-canonical Dcr proteins in fungi. bioRxiv, 2025.04.28.651110.
Johnson, N.R., Gonzalez-Toro, F., and Gomez, B.B. (2025). Class-agnostic annotation of small RNAs balances sensitivity and specificity in diverse organisms. Comput. Struct. Biotechnol. J.
Johnson, N.R., Larrondo, L.F., Álvarez, J.M., and Vidal, E.A. (2022). Comprehensive re-analysis of hairpin small RNAs in fungi reveals loci with conserved links. Elife 11.
Trabajos anteriores relacionados:
Lunardon, A., Johnson, N.R., Hagerott, E., Phifer, T., Polydore, S., Coruh, C., and Axtell, M.J. (2020). Integrated annotations and analyses of small RNA-producing loci from 47 diverse plants. Genome Res. 30: 497–513.
Johnson, N.R., dePamphilis, C.W., and Axtell, M.J. (2019). Compensatory sequence variation be-tween trans-species small RNAs and their target sites. Elife 8.
Shahid, S., Kim, G., Johnson, N.R., Wafula, E., Wang, F., Coruh, C., Bernal-Galeano, V., Phifer, T., dePamphilis, C.W., Westwood, J.H., and Axtell, M.J. (2018). MicroRNAs from the parasitic plant Cuscuta campestris target host messenger RNAs. Nature 553: 82.
Johnson, N.R., Yeoh, J.M., Coruh, C., and Axtell, M.J. (2016). Improved Placement of Multi-Map-ping Small RNAs. G3: g3.116.030452.
