BC200 lncRNA - BC200 lncRNA

BC200 RNA
BCYRN1
Identifikátory
AliasyBCYRN1, BC200, BC200a, LINC00004, NCRNA00004, mozková cytoplazmatická RNA 1, BC200 lncRNA
Externí IDOMIM: 606089 Genové karty: BCYRN1
Umístění genu (člověk)
Chromozom 2 (lidský)
Chr.Chromozom 2 (lidský)[1]
Chromozom 2 (lidský)
Genomická poloha pro BCYRN1
Genomická poloha pro BCYRN1
Kapela2p21Start47,335,315 bp[1]
Konec47,335,514 bp[1]
Ortology
DruhČlověkMyš
Entrez

618

n / a

Ensembl

ENSG00000236824

n / a

UniProt

n / a

n / a

RefSeq (mRNA)

n / a

n / a

RefSeq (protein)

n / a

n / a

Místo (UCSC)Chr 2: 47,34 - 47,34 Mbn / a
PubMed Vyhledávání[2]n / a
Wikidata
Zobrazit / upravit člověka

Mozková cytoplazmatická 200 dlouho nekódující RNA (nebo BC200 lncRNA) je 200 nukleotidů RNA transkript nalezený převážně v mozku s primární regulační funkcí překlad inhibicí jeho iniciace.[3][4] Jako dlouhá nekódující RNA, patří do rodiny transkriptů RNA, které nejsou přeloženy do proteinu (ncRNA ). Z těchto ncRNA jsou lncRNA transkripty 200 nukleotidů nebo delší a jsou téměř třikrát častější než geny kódující proteiny.[5] Přesto bylo charakterizováno pouze několik z téměř 60 000 lncRNA a o jejich rozmanitých funkcích je známo jen málo (transkripční rušení, remodelace chromatinu, sestřih, regulace překladu, interakce s miRNA a siRNA a degradace mRNA).[6][5] BC200 je jedna lncRNA, která poskytla pohled na jejich specifickou roli v regulaci překladu a důsledky v různých formách rakovina stejně jako Alzheimerova choroba.

Přijato genový symbol pro gen kódující BC200 je BCYRN1, pro Mozková cytoplazmatická RNA 1.[7]

Vlastnosti

Bylo zjištěno, že opakovaný polymorfismus cytosinů a adeninů (CA) je blízko BCYRN1 a byl použit jako reference pro mapování genu.[8] Mapování vazeb a radiační hybridní mapování lokalizoval gen BCYRN1 na chromozom 2p16.[8]

Jako dlouhá nekódující cytoplazmatická RNA je BC200 RNA součástí největší skupiny nekódujících transkriptů v lidský genom, který je častější než kódování proteinů geny. 5 'oblast (levé rameno) monomerní Alu krátké proložené opakující se prvky (SINE ) umožňuje transpozici RNA BC200 a byla evolučně konzervována u jiných primátů.[9] Z této skupiny SINE je BC200 jedním z mála, které jsou transkripčně aktivní. U lidí se vyskytuje v neuropilové oblasti které se skládají převážně z nemyelinizované dendrity, axony, a gliové buňky.[10]

Podobně je funkční analog BC200 RNA u hlodavců (BC1 RNA) exprimován převážně v somatodendritický domény nervový systém, což z něj činí ideální model pro experimentování. Jeden velký rozdíl je v původu; BC200 se vynořil z retrotransponované Alu domény, zatímco BC1 pocházel z retrotransponovaného tRNAAla.[11] I když se vyvinuly samostatně, oba nejsou obvykle vyjádřeny v neuronech somatické buňky, s výjimkou nádory.[12]

Struktura

BC200 RNA je produktem nezpracované monomerní Alu sekvence. Je dlouhý 200 nukleotidů a nelze jej přeložit.

BC200 má tři odlišné strukturální domény. 5 'oblast RNA definuje jednu doménu a skládá se z Alu repetičních prvků. Další dvě strukturální domény jsou centrální oblast bohatá na A a 3 'oblast bohatá na C specifická pro BC200.[3] 5 'konec této molekuly má primární i sekundární strukturu, která je velmi podobná 7SL RNA, a signální rozpoznávací částicová RNA (SRP), který také zahrnuje 5 'Alu doménu.[13]

Gen BC200 RNA má dva pseudogeny: BC200 beta a BC200 gama. Každý z těchto dvou pseudogenů má v genomu jeden gen, který se nachází na samostatném chromozomy. Beta pseudogen se skládá z genu BC200 RNA a dalších Alu sekvencí. Gama pseudogen obsahuje invertovaný dlouhý rozptýlený jaderný prvek (ČÁRA). Oba mají transpoziční schopnost, ale přesný mechanismus není znám.[12]

Biosyntéza

Biosyntéza RNA BC200

K biosyntéze BC200 RNA dochází v těle buňky a neuron a vyžaduje upstream promotorové prvky, následné vnitřní promotorové prvky (intragenní boxy A a B), alespoň dva transkripční faktor vazebná místa, sekvence podobná TATA, TATA box vazebný protein (TBP) a RNA polymeráza III.[11]

V DNA dochází k deleci sekvencí mezi -100 až -1, která blokuje transkripční aktivitu,[11] odhalující, že transkripční komplex musí interagovat s touto 100bp sekvencí upstream oblasti pro správnou syntézu BC200 RNA. The Vazebný protein TATA-box (TBP) se zde váže a při inhibici se sníží hladiny BC200 RNA,[11] což naznačuje, že oblast 100 párů bází a TBP jsou kritickými hráči v biosyntéze BC200 RNA.

Kromě upstream prvků existuje upstream TATGAAA sekvence (obdoba Sekvence pole TATA ) na pozicích -28 až -22, které po vymazání narušují transkripci,[11] odhalující tuto sekvenci podobnou TATA jako dalšího kritického hráče při syntéze BC200 RNA. Transkripce však nezávisí na vazbě proteinu vázajícího se na TATA na sekvenci podobnou TATA.[11]

Oba upstream a interní promotorové prvky jsou také nezbytné pro syntézu BC200 RNA. V oblasti 100 párů bází existují dva typy upstream promotorových prvků: jeden proximálně k počátečnímu místu transkripce a spojený s vazebnými místy downstream transkripčního faktoru a druhý mezi nukleotidy -36 až -100 a nesouvisející s vazebnými místy downstream.[11] Interní promotorové prvky jsou intragenní boxy A a B s A umístěným v poloze +5 až +15 a B umístěným v poloze +78 až +88. Jakákoli mutace v těchto polích může vést k poklesu RNA BC200.[11]

Protože BC200 RNA působí jako translační regulátor, je transportována do dendrity vázat se na specifické proteiny zapojené do translace a inhibovat jejich aktivitu (viz další část).[11]

Funkce

BC200 RNA je exprimována v dendritech jako ribonukleoproteinové částice. Syntéza proteinů na synapse přispívá k neuronům neuronální plasticita a pomáhají předcházet degradaci neuronů. Malé nekódující RNA, jako je BC200 RNA, potlačují translaci inhibicí její iniciace. V době eukaryotický překlad se preiniciační komplex váže mRNA a skenuje kódující řetězec na a spustit kodon. Tento krok často podléhá kontrole rodiny iniciační faktory a tyto faktory jsou často terčem translačních regulátorů. Poly (A) vázající protein Ukázalo se, že (PABP) se váže na BC200 RNA, což dále potvrzuje jejich roli regulátorů biosyntézy proteinů v synapsích.[14]

BC200 RNA cílí na ATP-dependentní RNA helikáza nazývaný eukaryotický iniciační faktor 4A (eIF4A ). eIF4A vyžaduje energii z Hydrolýza ATP uvolnit dvojitou šroubovici a zahájit překlad. Avšak RNA BC200 interferuje s přenosem energie po hydrolýze změnou konformace eIF4A, a proto energie potřebná k rozvinutí dvojité šroubovice není nikdy náležitě dodávána a je zabráněno zahájení translace.[4]

Toto vysoce lokalizované odpojení aktivity ATPázy a následné odvíjení duplexu RNA je navrženo tak, aby se vyvinulo v důsledku rostoucí složitosti postsynaptických neuronů a neuronálních aktivit. Nekódující molekuly RNA se vyvíjejí mnohem rychleji než proteiny kódující geny; trvalé zachování transkriptu BC200 RNA tedy naznačuje jeho význam pro funkci nervového systému.[4]

Aplikace a role v nemoci

Rakovina

Bylo zjištěno, že BC200 RNA je faktorem u mnoha typů rakoviny. Přestože je tento typ RNA obvykle exprimován v neuronech, byl detekován u nádorů prsa, čípek, jícen, plíce, vaječníky, příušní žlázy, jazyk a dvojtečka.[15] U některých druhů rakoviny je exprese RNA BC200 zvýšena. K tomu dochází u spinocelulárního karcinomu jícnu (ESCC ) a vyšší exprese je považována za prediktor špatné prognózy a může sloužit jako a prediktivní biomarker pro nemoc.[16] Bylo také zjištěno, že je nadměrně exprimován v nádorových buňkách kolorektálního karcinomu, kde je transkript umístěn hned vedle známého onkogen, molekula adheze epiteliálních buněk (EpCAM ).[15] Zde se předpokládá, že exprese RNA BC200 a EpCAM jsou korelované, protože oba hrají roli v migraci a invazi buněk.[15] Výzkum naopak ukázal, že BC200 RNA je u rakoviny vaječníků downregulovaná, protože je to supresor nádoru v normálních buňkách vaječníku, který řídí proliferativní schopnost.[17]

Alzheimerova choroba

Alzheimerova choroba (AD) je neurodegenerativní onemocnění způsobené selháním synaptické plasticity. BC200 RNA hraje roli v dendritech neuronů, o nichž se předpokládá, že modulují syntézu proteinů, které ovlivňují tuto plasticitu.[10] Vědci předpokládají, že upregulace BC200 RNA vede k nedostatečnému dodávání RNA do neuronálních synapsí, což vede k neurodegenerace.[10] Při srovnání zdravých mozků s mozky s AD bylo zjištěno, že BC200 RNA je nadregulovaná v mozcích lidí s AD, zejména v oblastech mozku, které odpovídají této nemoci.[10] Byl zde pozorován přímý vztah, čím závažnější bylo onemocnění, tím vyšší byly hladiny BC200 RNA.[10] To je na rozdíl od normálního stárnoucího mozku, kde je ve věku 49 až 86 let pozorován stálý pokles této RNA.[10]

Potenciální cíl

LncRNA se vyvinula poměrně nedávno z jiných druhů, ale stále si zachovává určitou funkčnost.[18] Pokud jde o tuto specifickou formu, vědci se domnívají, že může sloužit jako diagnostický a prediktivní biomarker pro rakovinu, kde je změněna její normální exprese.[15] K úplnému pochopení funkce a regulačních mechanismů BC200 RNA je stále zapotřebí mnoho práce, ale nové přístupy se mohou snažit vyvinout sondy pro lidskou BC200 RNA, které pomohou při vývoji nových farmaceutik.[19] Protože RNA polymeráza III je zodpovědná za transkripci RNA BC200, může také sloužit jako potenciální cíl pro řešení nemoci, kde je její exprese zvýšena.[18]

Reference

  1. ^ A b C GRCh38: Vydání souboru 89: ENSG00000236824 - Ensembl, Květen 2017
  2. ^ „Human PubMed Reference:“. Národní centrum pro biotechnologické informace, Americká národní lékařská knihovna.
  3. ^ A b Tiedge, Henri; Chen, Wei; Brosius, Jürgen (1. června 1993). „Primární struktura, neuronově specifická exprese a dendritické umístění lidské BC200 RNA“. Journal of Neuroscience. 13 (6): 2382–2390. doi:10.1523 / JNEUROSCI.13-06-02382.1993. PMC  6576500. PMID  7684772.
  4. ^ A b C Lin, Daisy; et al. (Květen 2008). „Translační kontrola malou RNA: Dendritická BC1 RNA cílí na mechanismus eukaryotického iniciačního faktoru 4A helikázy“. Molekulární a buněčná biologie. 28 (9): 3008–3019. doi:10.1128 / MCB.01800-07. PMC  2293081. PMID  18316401.
  5. ^ A b Bhadra, Utpal; Chowdhury, Debabani Roy; Mondal, Tanmoy; Bhadra, Manika Pal (2016). „Long Noncoding RNAs are Frontier Breakthire of RNA World and RNAi-based Gene Regulation“. Interference RNA. INTECH. str. 63–86.
  6. ^ Ma, Lina; Bajic, Vladimir B .; Zhang, Zhang (15. dubna 2013). „O klasifikaci dlouhých nekódujících RNA“. RNA Biol. 6 (10): 924–933. doi:10,4161 / rna.24604. PMC  4111732. PMID  23696037.
  7. ^ „Entrez Gene: Brain cytoplasmic RNA 1“. Citováno 2017-10-08.
  8. ^ A b Basile, V; Vicente, A; Martignetti, J. A .; Skyrabin, B. V .; Brosius, J; Kennedy, J. L. (únor 1998). "Přiřazení lidského genu BC200 RNA (BCYRN1) k chromozomu 2p16 radiačním hybridním mapováním". Cytogenetika a genetika buněk. 82 (3–4): 271–272. doi:10.1159/000015117. PMID  9858834. S2CID  84998889. Citováno 10. října 2017.
  9. ^ B.V. Skryabin, J; Kremerskothen, D; Vassilacopoulou, T. R .; Disotell, V.V. (Prosinec 1998). „Gen BC200 RNA a jeho neurální exprese jsou konzervovány v Anthropoidea (primáti)“. J Mol Evol. 47 (6): 677–685. doi:10.1007 / PL00006426. PMID  9847409. S2CID  194302.
  10. ^ A b C d E F Mus, El; Hof, Patrick R .; Tiedge, Henri (6. června 2007). "Dendritická BC200 RNA ve stárnutí a při Alzheimerově chorobě". Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických. 104 (25): 10679–10684. doi:10.1073 / pnas.0701532104. PMC  1965572. PMID  17553964.
  11. ^ A b C d E F G h i Kim, Youngmi; et al. (31. července 2017). "Biosyntéza mozkové cytoplazmatické 200 RNA". Vědecké zprávy. 7 (1): 6884. doi:10.1038 / s41598-017-05097-3. PMC  5537265. PMID  28761139.
  12. ^ A b Martignetti, J; Brosius, J (15. prosince 1993). „BC200 RNA: produkt neurální RNA polymerázy III kódovaný monomerním hliníkovým prvkem“. Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických. 90 (24): 11563–11567. doi:10.1073 / pnas.90.24.11563. PMC  48024. PMID  8265590.
  13. ^ Kremerskothen, J .; Zopf, D .; Walter, P .; Cheng, J. G .; Nettermann, M .; Niewerth, U .; Maraia, R. J .; Brosius, J. (10. 04. 1998). „Heterodimer SRP9 / 14 je nedílnou součástí nervového BC200 RNP v mozku primátů“. Neurovědy Dopisy. 245 (3): 123–126. doi:10.1016 / S0304-3940 (98) 00215-8. ISSN  0304-3940. PMID  9605471. S2CID  16565899.
  14. ^ Muddashetty, Ravi; Khanam, Tasneem; Kondrashov, Alexander; Bundman, Marsha; Iacoangeli, Anna; Kremerskothen, Joachim; Duning, Kerstin; Barnekow, Angelika; Hüttenhofer, Alexander (16. 8. 2002). „Poly (A)-binding protein je asociován s neuronálními BC1 a BC200 ribonukleoproteinovými částicemi“. Journal of Molecular Biology. 321 (3): 433–445. CiteSeerX  10.1.1.328.1975. doi:10.1016 / S0022-2836 (02) 00655-1. ISSN  0022-2836. PMID  12162957.
  15. ^ A b C d Li, Peng; Yang, Bo; Xia, Shaoyou; Chen, Li; Ning, Ning (15. února 2016). „BC200 RNA je nadměrně exprimována v kolorektálním karcinomu a podporuje migraci a invazi do buněk HCT116“ (PDF). International Journal of Clinical and Experimental Pathology. 1481–1486. Citováno 10. října 2017.
  16. ^ Zhao, Rui-Hua; Zhu, Cai-hua; Li, Xiang-Ki; Cao, Wei; Zong, Hong (15. dubna 2016). „BC200 LncRNA potenciální prediktivní marker špatné prognózy u pacientů s karcinomem dlaždicových buněk jícnu“. OncoTargets a terapie. 9: 2221–2226. doi:10.2147 / OTT.S99401. PMC  4846077. PMID  27143917.
  17. ^ Wu, Di; Wang, Tianzhen; Ren, Chengcheng; Liu, Lei; Kong, Dan (1. prosince 2015). „Downregulace BC200 u rakoviny vaječníků přispívá k proliferaci rakovinných buněk a chemorezistenci vůči karboplatině“. Onkologické dopisy. 11 (2): 1189–1194. doi:10.3892 / ol.2015.3983. PMC  4734031. PMID  26893717.
  18. ^ A b Prabhakar, Bindu; Zhong, Xiao-bo; Rasmussen, Theodore P. (29. března 2017). „Využití dlouhých nekódujících RNA jako farmakologických cílů k modulaci epigenetických nemocí“. Yale Journal of Biology and Medicine. 90 (1): 73–86. PMC  5369047. PMID  28356895.
  19. ^ Wahlestedt, Claes (31. května 2013). "Cílení dlouhé nekódující RNA na terapeutickou upregulaci genové exprese". Recenze přírody Objev drog. 12 (6): 433–436. doi:10.1038 / nrd4018. PMID  23722346. S2CID  288163.

Další čtení

externí odkazy

Tento článek včlení text z United States National Library of Medicine, který je v veřejná doména.