Edycja RNA zwiększa różnorodność transkryptomu poprzez potranskrypcyjne modyfikacje modyfikacje RNA. Deaminazy adenozyny działające na RNA (ADAR) katalizują konwersję adenozyny do inozyny (A-to-I). konwersję adenozyny do inozyny (A-to-I), najczęstszy rodzaj edycji RNA u wyższych eukariontów. wyższych eukariontów. Caenorhabditis elegans ma dwa ADAR, ADR-1 i ADR-2, ale ich funkcje pozostają niejasne. ich funkcje pozostają niejasne. Tutaj profilowaliśmy edytomy RNA C. elegans na różnych etapach rozwoju dzikiego typu i mutantów ADAR. Opracowaliśmy nowy potok obliczeniowy z etapem "bisulfit-seq-mapping-like" i osiągnęliśmy trzykrotny wzrost czułości identyfikacji. Łącznie 99,5% z 47 660 miejsc edycji A-to-I znaleziono w klastrach. Spośród 3080 klastrów 65,7% pokrywało się z transpozonami DNA w regionach niekodujących, a 73,7% mogło tworzyć struktury spinki do włosów. Liczba miejsc edycji i klastrów była najwyższe na etapie L1 i embrionalnym. Częstotliwość edycji klastra pozytywnie korelowała z liczbą miejsc edycji w jego obrębie. Co ciekawe, dla 80% klastrów z 10 lub więcej miejscami edycji, prawie wszystkie wyrażone transkrypty były edytowane. transkrypty były edytowane. Delecja adr-1 zmniejszyła częstotliwość edycji, ale nie liczbę edytowanych klastrów, podczas gdy delecja adr-2 prawie zlikwidowała edycję RNA edycja, wskazując na modulującą rolę ADR-1 i istotną rolę ADR-2 w edycji edycji od A do I. Ilościowa analiza proteomiczna wykazała, że zmutowane robaki adr-2 zmieniły obfitość białek zaangażowanych w starzenie się i regulację długości życia. Zgodnie z tym odkryciem zaobserwowaliśmy, że robaki pozbawione edycji RNA były krótkotrwałe. Podsumowując, nasze wyniki ujawniają wyrafinowany krajobraz edycji RNA i różne tryby działania różnych ADAR. --- Edycja RNA jest potranskrypcyjną modyfikacją pre-mRNA, która skutkuje zwiększoną różnorodność transkryptomów i proteomów. Występuje w wielu różnych organizmów eukariotycznych i w niektórych wirusach. Jedną z najczęstszych form pre-mRNA jest redagowanie od A do I, w którym adenozyna jest deaminowana do inozyny, która jest odczytywana jako guanozyna podczas translacji. Zjawisko to zaobserwowano w wielu transkryptach, w tym w receptorze 5-HT(2C) ssaków, który może być edytowany w pięciu różnych miejscach. edytowany w pięciu różnych miejscach. Metody stosowane dotychczas do ilościowego określania edycji receptora 5-HT(2C) są pracochłonne, kosztowne i dostarczają ograniczonych informacji dotyczące względnej obfitości wariantów edycji receptora 5-HT(2C). Tutaj przedstawiamy nowatorską, ultra wysokowydajną metodę ilościowego oznaczania receptora 5-HT (2C) edycja, porównaj ją z bardziej konwencjonalną metodą i użyj jej do oceny wpływ szeregu manipulacji genetycznych i farmakologicznych na 5-HT (2C) edycję. Doszliśmy do wniosku, że ta nowa metoda jest wydajna i ekonomiczna, a my dostarczają dowodów na to, że zmiany w edycji 5-HT (2C) wydają się być wynikiem regionalne zmiany w aktywności mózgu, a nie mechanizm normalizacji Sygnalizacja 5-HT (2C). --- Pojawienie się technologii głębokiego sekwencjonowania znacznie usprawniło badanie złożonych eukotycznych genomów i transkryptomów. złożonych genomów i transkryptomów eukariotycznych, zapewniając unikalną możliwość do badania potranskrypcyjnych mechanizmów molekularnych, takich jak alternatywny splicing i edycja RNA z rozdzielczością pojedynczej pary zasad. Edycja RNA przez deaminację adenozyny deaminację adenozyny (A-to-I) jest szeroko rozpowszechniona u ludzi i może prowadzić do różnych efektów biologicznych w zależności od typu RNA lub regionu RNA zaangażowanego w modyfikację edycji modyfikacji. Poniżej opisujemy łatwy i powtarzalny protokół obliczeniowy do identyfikacji protokół obliczeniowy do identyfikacji kandydujących miejsc edycji RNA w człowieka przy użyciu danych z sekwencjonowania głębokiego transkryptomu (RNA-Seq) i genomu (DNA-Seq). --- Edycja RNA jest zmianą w pierwotnych sekwencjach nukleotydów wynikającą ze chemicznej zmiany zasady. Edycja RNA jest obserwowana w eukariotycznym mRNA, transferowym RNA, rybosomalnym RNA i niekodującym RNA (ncRNA). Najbardziej powszechna edycja RNA w ośrodkowym układzie nerwowym ssaków jest modyfikacja zasady, w której adenozyny do inozyny (A do I). Badania z ADAR (deaminaza adenozyny działająca na RNA) u Caenorhabditis elegans, Drosophila i myszy wyraźnie pokazują, że proces edycji RNA jest absolutnym wymogiem dla homeostazy układu nerwowego. dla homeostazy układu nerwowego i normalnej fizjologii zwierzęcia. Zrozumienie mechanizmów edycji i odkrycie edytowanych substratów pozwoliło na lepsze poznanie fenotypu spowodowanego wadliwą i nadaktywną edycją RNA. Redagowanie RNA. Redagowanie RNA od A do I jest katalizowane przez rodzinę enzymów znanych jako ADAR. ADAR modyfikują dupleksowe RNA, a edycja dupleksowych RNA utworzonych przez ncRNA może wpływać na funkcje RNA, prowadząc do zmiany sieci genów regulatorowych. Takie zmienione funkcje przez edycję A do I obserwuje się w mRNA, mikroRNA (miRNA), ale ale inna edycja małych i długich ncRNA (lncRNA) nie została jeszcze zidentyfikowana. Zatem, ncRNA i edycja RNA mogą stanowić kluczowe ogniwa łączące rozwój neuronów, funkcjonowanie układu nerwowego i choroby neurologiczne. funkcjonowaniem układu nerwowego i chorobami neurologicznymi. Niniejszy przegląd zawiera podsumowanie przełomowych odkryć dotyczących wpływu ncRNA na procesy biologiczne i patologiczne. procesy biologiczne i patologiczne, które mogą być dalej modyfikowane przez edycję RNA. NcRNA to nieulegające translacji RNA sklasyfikowane według wielkości i funkcji. Znane ncRNA, takie jak miRNA, małe RNA (smRNA), RNA oddziałujące z PIWI (piRNA) i lncRNA odgrywają ważną rolę w splicingu, metaboliźmie DNA i metabolizmie DNA. odgrywają ważną rolę w splicingu, metylacji DNA, imprintingu i interferencji RNA. Warto zauważyć, miRNA są zaangażowane w rozwój i funkcjonowanie układu nerwowego, który jest silnie zależne zarówno od edycji RNA, jak i skomplikowanej czasoprzestrzennej ekspresji ncRNA. ekspresji ncRNA. Niniejszy przegląd koncentruje się na wpływie rozregulowanej edycji A do I i ncRNA w neurodegeneracji. --- Nieczerniakowe nowotwory skóry (NMSC) są najczęstszymi nowotworami złośliwymi u osób rasy kaukaskiej na całym świecie. na całym świecie. Sugerowano, że białko wiążące insulinopodobny czynnik wzrostu-7 (IGFBP7) funkcjonować jako gen supresorowy nowotworu w kilku nowotworach i odgrywać rolę w proliferacji keratynocytów. proliferacji keratynocytów. Edycja RNA od A do I jest potranskrypcyjnym mechanizmem mechanizm często wykorzystywany do rozszerzania i różnicowania repertuaru transkryptomu i proteomu w komórkach eukariotycznych. Edycja RNA od A do I może zmieniać kodony, zastępować aminokwasy i wpływać na sekwencję, strukturę i funkcję białek. Dwa miejsca edycji zostały zidentyfikowane w obrębie transkryptu IGFBP7. Aby ocenić ekspresję i edycję mRNA IGFBP7 w NMSC w porównaniu z prawidłowym naskórkiem. Zbadaliśmy ekspresję i poziom edycji mRNA IGFBP7 w 22 rakach podstawnokomórkowych (BCC), 15 raka kolczystokomórkowego (SCC) i 18 prawidłowych próbkach naskórka, które zostały chirurgicznie usunięte od pacjentów za pomocą procedury chirurgii mikrograficznej Mohsa. My badaliśmy wpływ edycji IGFBP7 na unieśmiertelniony model komórek keratynocytów HaCaT model. IGFBP7 mRNA ulega nadmiernej ekspresji w BCC i SCC w porównaniu do normalnego naskórka. naskórka. Co więcej, transkrypt IGFBP7 jest wysoce edytowany w normalnym naskórku, ale jego edycja jest znacznie zmniejszona w BCC i SCC. Edytowana forma IGFBP7 może hamować proliferację i indukować starzenie w hodowanych keratynocytach. keratynocytach. Badanie to po raz pierwszy opisuje edycję A-to-I w sekwencji kodującej sekwencji kodującej genu supresorowego nowotworu u ludzi i sugeruje, że edycja IGFBP7 służy jako mechanizm precyzyjnego dostrajania w celu utrzymania równowagi między proliferacją i starzeniem się w normalnej skórze. --- W niniejszym przeglądzie dokonano przeglądu dostępnych danych na temat udziału deaminacji adeniny deaminacji adeniny w cząsteczkach RNA w tworzeniu strukturalnie i funkcjonalnie strukturalnie i funkcjonalnie podform RNA i białek w komórkach eukariotycznych. Deaminacja adeniny przez adenozyny przez deaminazy adenozyny działające na RNA (ADAR) prowadzi do konwersji adeniny w inozynę (edycja A-I) rozpoznawaną przez systemy splicingu i translacji jako guanina. Może to modyfikować miejsca splicingu w pre-mRNA i kodony w regionach translacji regionach mRNA, a także wpływać na drugorzędową strukturę RNA. Oprócz mRNA, obejmuje również mikroRNA, którego funkcje regulacyjne w wielokomórkowych w zwierzętach wielokomórkowych są związane z hamowaniem transkrypcji genów docelowych lub z degradacją niektórych transkryptów RNA. ADAR mogą hamować produkcję dojrzałych mikroRNA lub modyfikować mikroRNA w taki sposób, że ich specyficzność dla genów docelowych. Deaminazy adenozyny edytujące adeniny w transportowym RNA (ADAT) przekształcają adeninę w inozynę w tRNA wszystkich eukariontów; w rezultacie, zwiększa się różnorodność form tRNA w komórce.
Jaka jest najczęstsza modyfikacja edycyjna w eukariotycznym mRNA?
Jedną z najczęstszych form edycji pre-mRNA jest edycja od A do I, w której adenozyna jest deaminowana do inozyny, która jest odczytywana jako guanozyna podczas translacji.