Mapeo sistemático de m1Sitios A en el espacio de ARN pequeño. a) Estructura química de m1A (N1-metiladenosina). b) Total m1Una estrategia de mapeo para ARN pequeños mediante la combinación de m1Un RIP y m1Análisis de desajuste inducido por A. Sintético m1Se incluye un ARN como control positivo. c) TGIRT identificada como la transcriptasa inversa óptima para m1Análisis de desajuste inducido por A. Brevemente, sintético m1ARN que contiene A a diferentes m1Se secuenció una estequiometría mediante tres transcriptasas inversas (RT) diferentes: TGIRT (transcriptasa inversa de intrón del grupo II termoestable), PSII (ProtoScriptII, retrovirus RT) y RT-1306 (RT de VIH modificada). Para cada RT, se calculó la tasa de desajuste en todas las lecturas que se asignan a la secuencia de ARN sintético (permitiendo 1 desajuste) como se representa en el logotipo de la secuencia. La tasa de desajuste en el m conocido1Luego se traza un sitio contra m conocido1Una estequiometría (R2 derivado de un ajuste lineal forzado a interceptar en cero). d) ProtoScriptII conduce a una subrepresentación de m1ARN que contienen A. La frecuencia de clonación se normaliza a picos. e) m1Un RIP enriquece con éxito m sintético1ARN que contiene A en comparación con la entrada, cuando se añade con ARN cortos totales. TGIRT captura el enriquecimiento mejor que ProtoScriptII. Los datos se basan en cuatro experimentos RIP independientes (dos HEK293T y dos U251). El centro del diagrama de caja representa la mediana, los límites representan el 25 y el 75 %, y los bigotes muestran el mínimo o el máximo a no más de 1,5 * del rango intercuartílico del límite. Crédito: Comunicaciones de la naturaleza (2022). DOI: 10.1038/s41467-022-29790-8
Anindya Dutta, MBBS, Ph.D., y sus colegas han descrito una forma novedosa de regulación génica que se altera en el cáncer de vejiga, lo que conduce al impulso de una vía genética que ayuda a las células cancerosas a sobrevivir durante el rápido crecimiento.
Su trabajo se centra en un fragmento de 22 bases de ARN de transferencia conocido como tRF-3b, que está modificado por un complejo enzimático llamado TRMT6/61A. En el cáncer de vejiga, los niveles de TRMT6/61A, una enzima metiltransferasa que agrega un grupo metilo a la cuarta base de tRF-3bs, están elevados. Esta modificación evita que tRF-3bs silencie la expresión de varios genes en la vía de respuesta de la proteína desplegada en las células cancerosas, lo que da como resultado una mayor expresión de esos genes.
«Hasta donde sabemos, este es el primer ejemplo de silenciamiento génico similar al microARN regulado por TRMT6/61 basado en una N1-metiladenosina, y nuestro informe proporciona un mecanismo por el cual la elevación de TRMT6/61A observada en los cánceres puede afectar la expresión génica», dijo Dutta. «Las células cancerosas de proliferación rápida sintetizan y pliegan muchas más proteínas que las células normales y, por lo tanto, necesitan regular al alza la vía de respuesta proteica desplegada para mantener la homeostasis proteica. Encontramos que una forma en que las células de cáncer de vejiga activan la respuesta de proteína desplegada favorable a la supervivencia para aliviar el estrés del retículo endoplásmico es evitando que los tRF silencien la expresión de los genes involucrados en esta respuesta de proteína desplegada».
«La respuesta de la proteína desplegada está estrechamente relacionada con muchos aspectos de la progresión del cáncer y se ha convertido en un objetivo terapéutico prometedor», dijo Dutta. «Se ha señalado anteriormente que los genes relacionados con la respuesta a proteínas desplegadas están regulados al alza globalmente en varios tipos de cáncer, incluido el cáncer de vejiga, por lo que nuestros resultados sugieren que inhibir la enzima TRMT6/61A puede ser un nuevo enfoque para tratar el cáncer de vejiga».
El estudio realizado por Dutta y el coautor correspondiente Rune Ougland, MD, Ph.D., incluyó el análisis de tejido de cáncer de vejiga obtenido de pacientes sometidos a resección transuretral de tumores de vejiga. Está publicado en la revista Comunicaciones de la naturaleza. Dutta es presidente del Departamento de Genética de la Universidad de Alabama en Birmingham, y Ougland es cirujano urólogo e investigador principal en el Hospital Rikshospitalet de la Universidad de Oslo, Oslo, Noruega.
Un avance importante en el estudio fue el flujo de trabajo utilizado para crear una biblioteca a partir de células humanas de pequeños ARN con una N1-modificación de metiladenosina, o m1A. El flujo de trabajo combinó dos enfoques independientes: enriquecimiento por m1A-anticuerpo, seguido de secuenciación de ARN pequeño y m1Firma de desajuste inducida por A mediante secuenciación.
Los investigadores de la UAB encontraron que una enzima transcriptasa inversa, ProtoScriptII, comúnmente utilizada para la secuenciación corta de ARN, hizo un mal trabajo al detectar pequeños ARN que contienen m1UN; pero el uso de otras dos transcriptasas inversas en el flujo de trabajo reveló que los fragmentos derivados de tRNA, incluido tRF-3b, estaban enriquecidos entre los RNA cortos. Esto sugirió que los ARN pequeños con una m1Una modificación está subrepresentada en la mayoría de las bibliotecas de secuencias de ARN pequeñas que comúnmente han usado ProtoScriptII.
Con el flujo de trabajo mejorado, los investigadores encontraron que el m1Existía una modificación principalmente en los tRF entre los pequeños ARN humanos. También encontraron que la m1Una modificación fue altamente específica y frecuente tanto en los tRF codificados por núcleo como en los tRF codificados por mitocondrias, y el m1A encontrado en tRF-3b de tRNA codificados nuclearmente fue mediado por el complejo TRMT6/61A.
¿Cómo funciona la m?1¿A-tRF-3b impide el silenciamiento génico? La respuesta implica una inmersión aún más profunda en la genética molecular, pero la clave parece ser que la N1-La modificación de la metiladenosina interrumpe el apareamiento regular de bases de Watson-Crick.
Se sabe que los microARN silencian genes al unirse al complejo de silenciamiento inducido por ARN o RISC. Allí actúan como una plantilla para unirse a los ARN mensajeros complementarios, y el ARN mensajero luego es silenciado y degradado por RISC. Al igual que los microARN, los tRF-3 se han encontrado en diversas vías biológicas, en particular, en las vías de silenciamiento de genes que se basan en el emparejamiento de bases entre los ARN pequeños, en este caso los tRF-3, y los ARN diana.
Los investigadores crearon un ensayo indicador de luciferasa y encontraron que un tRF-3 no modificado desencadenó el silenciamiento del gen, mientras que el m1El tRF-3b modificado con A abolió el silenciamiento del gen. «Desde m1A interrumpe el apareamiento canónico de bases, hipotetizamos el apareamiento de bases debilitado por m1A en el tRF-3 con ARN mensajero objetivo explica la disminución de la actividad de silenciamiento de genes observada para m1A-que contienen tRF-3″, dijo Dutta.
Los coautores con Dutta y Ougland en el estudio, «La metilación de la base dependiente de TRMT6/61A de los fragmentos derivados del ARNt regula la actividad de silenciamiento de genes y la respuesta de la proteína desplegada en el cáncer de vejiga», son Zhangli Su, del Departamento de Genética de la UAB; Ida Monshaugen y Arne Klungland, Hospital Rikshospitalet de la Universidad de Oslo; y Briana Wilson y Fengbin Wang, Universidad de Virginia.
Cómo las células controlan el silenciamiento de genes
Zhangli Su et al, la metilación de bases dependiente de TRMT6/61A de fragmentos derivados de ARNt regula la actividad de silenciamiento de genes y la respuesta de proteína desplegada en el cáncer de vejiga, Comunicaciones de la naturaleza (2022). DOI: 10.1038/s41467-022-29790-8
Citación: La metilación de fragmentos derivados de ARNt regula la actividad de silenciamiento de genes en el cáncer de vejiga (9 de mayo de 2022) recuperado el 9 de mayo de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2022-05-methylation-trna-derived-fragments-gene- silenciar-vejiga.html
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