Sieci transkrypcyjne i epigenetyczne embrionalnych komórek macierzystych (ESC) są kontrolowane przez wielowarstwowy układ regulacyjny, w tym podstawowe czynniki transkrypcyjne czynniki transkrypcyjne (TF), potranskrypcyjne modyfikatory mikroRNA (miRNA) i niektóre inne regulatory. regulatory. Jednak rola dużych intergenicznych niekodujących RNA (lincRNA) w tym obwodzie regulacyjnym i ich podłoże w tym obwodzie regulacyjnym i ich mechanizm pozostaje niezdefiniowany. Tutaj pokazujemy, że lincRNA, linc-RoR, może funkcjonować jako kluczowy konkurencyjny endogennego RNA łączącego sieć miRNA i podstawowych TF, np. Oct4, Sox2 i Nanog. Nanog. Pokazujemy, że linc-RoR dzieli elementy odpowiedzi miRNA z tymi podstawowymi TF i że linc-RoR zapobiega supresji tych podstawowych TF za pośrednictwem miRNA w samoodnawiających się ludzkich ESC. samoodnawiających się ludzkich ESC. Sugerujemy, że linc-RoR tworzy pętlę sprzężenia zwrotnego z TF i miRNA w celu regulacji utrzymania i różnicowania ESC. Te wyniki mogą zapewnić wgląd w funkcjonalne interakcje składników sieci genetycznych podczas rozwoju i mogą prowadzić do nowych terapii wielu chorób. chorób. --- Duże intergeniczne niekodujące (linc) RNA stanowią nowy wymiar posttranskrypcyjnej regulacji genów. posttranskrypcyjnej regulacji genów. W tym wydaniu czasopisma Developmental Cell, Wang et al. (2013) odkryli, że linc-RoR utrzymuje samoodnowę ludzkich embrionalnych komórek macierzystych samoodnowę poprzez funkcjonowanie jako gąbka wychwytująca miR-145, regulując w ten sposób podstawowe czynniki pluripotencji czynniki pluripotencji Oct4, Nanog i Sox2. --- Długie intergeniczne niekodujące RNA ssaków (lincRNA) są najlepiej znane z modulowania transkrypcji. Tutaj zgłaszamy funkcję potranskrypcyjną dla lincRNA-p21 jako modulatora translacji. Związek białka wiążącego RNA HuR z lincRNA-p21 sprzyjało rekrutacji let-7/Ago2 do lincRNA-p21, prowadząc do obniżenia stabilności lincRNA-p21. Przy obniżonym poziomie HuR, lincRNA-p21 gromadził się w komórkach ludzkiego raka szyjki macicy HeLa, zwiększając jego związek z mRNA JUNB i CTNNB1 i selektywnie obniżając ich translację. Przy podwyższonym poziomie HuR, poziom lincRNA-p21 spadał, co z kolei powodowało obniżył translację JunB i β-kateniny oraz zwiększył poziomy tych białek. białek. Proponujemy, aby HuR kontrolował translację podzbioru docelowych mRNA poprzez wpływ na poziomy lincRNA-p21. Nasze odkrycia ujawniają rolę lincRNA jako potranskrypcyjnego inhibitora jako potranskrypcyjnego inhibitora translacji. --- Duże intergeniczne niekodujące RNA (lincRNA) są nadal słabo scharakteryzowane funkcjonalnie. scharakteryzowane. Przeanalizowaliśmy genetyczną i epigenetyczną regulację ekspresji ludzkich lincRNA w kolekcji GenCord przy użyciu trzech typów komórek pochodzących od 195 niespokrewnionych osobników europejskich. Wykryliśmy znaczną liczbę cis ekspresji loci cech ilościowych (cis-eQTL) i wykazaliśmy, że genetyczna regulacja ekspresji lincRNA jest niezależna od regulacji sąsiednich genów kodujących białka. lincRNA mają stosunkowo więcej cis-eQTL niż geny kodujące białko o równej ekspresji. geny kodujące białka o tej samej liczbie eksonów. cis-eQTL lincRNA są zlokalizowane bliżej miejsc startu transkrypcji (ang. zlokalizowane bliżej miejsc startu transkrypcji (TSS), a ich wielkość efektu jest wyższe niż cis-eQTL znalezione dla genów kodujących białka, co sugeruje, że poziomy ekspresji lincRNA są mniej ograniczone niż w przypadku genów kodujących białka. Dodatkowo, cis-eQTL lincRNA mogą wpływać na poziom ekspresji pobliskich genów kodujących białka. genów kodujących białka, a zatem mogą być uważane za QTL dla aktywności wzmacniacza. Wzbogacenie wyrażonych promotorów lincRNA w znaczniki enhancerów dostarcza dodatkowy argument za zaangażowaniem lincRNA w regulację transkrypcji in cis. transkrypcji in cis. Badając epigenetyczną regulację lincRNA, zaobserwowaliśmy zarówno dodatnie, jak i ujemne korelacje zaobserwowaliśmy zarówno dodatnie, jak i ujemne korelacje między metylacją DNA a ekspresją genów (metylacja cech ilościowych ekspresji [eQTM]), zgodnie z oczekiwaniami. i stwierdziliśmy, że krajobrazy pasywnych i aktywnych ról metylacji DNA w regulacji genów są podobne do genów kodujących białka. Jednakże, eQTM lincRNA znajdują się bliżej TSS niż eQTM genów kodujących białka. Te podobieństwa i różnice w regulacji genetycznej i epigenetycznej między lincRNA i genami kodującymi białka przyczyniają się do wyjaśnienia potencjalnych funkcji lincRNA. funkcji lincRNA. --- Hotair jest członkiem niedawno opisanej klasy niekodujących RNA o nazwie lincRNA (duże intergeniczne niekodujące RNA). Różne badania sugerują, że Hotair działa regulująco na stany epigenetyczne poprzez rekrutację kompleksów modyfikujących chromatynę do specyficznych sekwencji docelowych, co ostatecznie prowadzi do supresji kilku genów. Chociaż Hotair został powiązany z przerzutami i złym rokowaniem w różnych typach nowotworów różnych typach nowotworów, dogłębna charakterystyka jego funkcji w nowotworach jest nadal potrzebna. wciąż jest potrzebna. Tutaj zbadaliśmy rolę Hotair w scenariuszu przejścia nabłonkowo-mezenchymalnego (EMT) oraz w powstawaniu i utrzymywaniu nowotworowych komórek macierzystych (CSC). nowotworowych komórek macierzystych (CSC). Stwierdziliśmy, że leczenie TGF-β1 skutkowało zwiększoną ekspresję Hotair i uruchomiło program EMT. Co ciekawe, ablacja ekspresji Hotair przez siRNA zapobiegła programowi EMT stymulowanemu przez TGF-β1, a także zdolności tworzenia kolonii komórek raka okrężnicy i piersi. Ponadto zaobserwowaliśmy, że subpopulacja CSC okrężnicy (CD133(+)/CD44(+)) wykazuje znacznie wyższy poziom Hotair w porównaniu z subpopulacją komórek macierzystych. subpopulacją. Wyniki te wskazują, że Hotair działa jako kluczowy regulator, który kontroluje wiele mechanizmów sygnalizacyjnych zaangażowanych w EMT. Podsumowując, nasze dane sugerują, że rola Hotair w nowotworzeniu występuje poprzez wyzwalanie EMT i nabywanie macierzystości. --- Niedotlenienie od dawna wiąże się z efektem Warburga, jednak mechanizm leżący u jego podstaw pozostaje w dużej mierze niejasny. Nie wiadomo również, czy lncRNA są zaangażowane w udział hipoksji w efekcie Warburga. Tutaj pokazujemy, że lincRNA-p21 jest lncRNA reagującym na niedotlenienie i jest niezbędny do glikolizy wzmocnionej niedotlenieniem. Indukowany hipoksją/HIF-1α lincRNA-p21 jest w stanie wiązać HIF-1α i VHL, a tym samym zakłóca interakcję VHL-HIF-1α. Ta dysocjacja osłabia zależne od VHL ubikwitynację HIF-1α i powoduje akumulację HIF-1α. Dane te wskazują na istnienie dodatniej pętli sprzężenia zwrotnego między HIF-1α i lincRNA-p21, która promuje glikolizę w warunkach niedotlenienia. Zdolność lincRNA-p21 do promowania wzrostu guza jest potwierdzona w mysich modelach ksenograftów. Wszystkie te odkrycia sugerują że lincRNA-p21 jest ważnym graczem w regulacji efektu Warburga a także sugerują, że lincRNA-p21 jest cennym celem terapeutycznym dla raka.
W jaki sposób lincRNA wpływają na regulację ekspresji genów?
lincRNA mogą funkcjonować jako modulatory odkładania znaczników epigenetycznych lub jako endogenni antagoniści wiązania mikroRNA. LincRNA, linc-RoR, może funkcjonować jako kluczowy konkurujący endogenny RNA łączący sieć miRNA i podstawowych TF, np. Oct4, Sox2 i Nanog. Mdig bierze udział w regulacji H3K9me3, wpływając na strukturę heterochromatyny genomu i ekspresję genów ważnych dla wzrostu lub transformacji komórek. Zaobserwowane odchylenia w genomowych lokalizacjach lincRNA i profilach ekspresji są zgodne z tym, że niektóre z tych lincRNA są zaangażowane w regulację sąsiednich genów kodujących białka o funkcjach rozwojowych.