IsomiR - IsomiR - Wikipedia

Variace od referenční sekvence nalezené v isomiRs

izomery (z iso- + miR ) jsou miRNA sekvence, které mají variace vzhledem k referenční sekvenci. Termín vytvořil Morin et al v roce 2008.[1] Bylo zjištěno, že profily exprese isomiR mohou také vykazovat rasové, populační a genderové závislosti.[2][3]

Existují čtyři hlavní typy variací:

  • 5 'ořezávání - 5' ořezávací místo je upstream nebo downstream od referenční sekvence miRNA
  • 3 'ořezávání - 3' kostkovací místo je před nebo za od referenční sekvence miRNA
  • Přidání 3 'nukleotidů - nukleotidy přidané na 3' konec referenční miRNA
  • substituce nukleotidů - změny nukleotidů od prekurzoru miRNA. Předpokládá se, že to může být podobný proces než post-transkripční modifikace.

Objev

miRBase je považována za zlatou standardní databázi miRNA - ukládá sekvence miRNA detekované tisíci experimenty. V této databázi je každá miRNA spojena s prekurzorem miRNA as jednou nebo dvěma zralými miRNA (-5p a -3p). V minulosti se vždy říkalo, že stejný prekurzor miRNA generuje stejné sekvence miRNA. Příchod hlubokého sekvenování však nyní vědcům umožnil detekovat obrovskou variabilitu v biogenezi miRNA, což znamená, že ze stejného prekurzoru miRNA může být generováno mnoho různých sekvencí, které mohou mít různé cíle,[4][2][5] nebo dokonce vést k opačným změnám v expresi mRNA.[2]

Biogeneze

Příchod sekvenování umožnil vědcům objasnit obrovskou škálu nových miRNA, rozšířit naše znalosti o biogenezi a objevit předpokládané post-transkripční úpravy v miRNA dosud ignorované. Tyto procesy většinou generují variace současných miRNA, které jsou anotovány v miRBase na 3 'a 5' konci a v menších frekvencích, substituce nukleotidů podél délky miRNA.[6][7][8][9] Variace jsou generovány hlavně posunem Droshy a Dicera v místě štěpení, ale také přidáním nukleotidů na 3'-konci,[10] výsledné nové sekvence odlišné od anotované miRNA. Tito byli pojmenováni "isomiRs" od Morin et al., 2008. IsomiRs byly dobře zavedeny podél různých druhů v metazoa [11][12][13][14][15] a poprvé hluboce popsán ve vzorcích lidských kmenových buněk a lidského mozku.[8][9] Kromě toho bylo prokázáno, že isomiR nejsou způsobeny degradací RNA během přípravy vzorku pro sekvenování další generace.[16] Některé studie se pokusily vysvětlit rozmanitost miRNA strukturními bázemi prekurzorů, ale bez jasných výsledků.[17] Funkčnost adenylace nebo uridynilace na 3'konci (3'adice isomiRs) souvisela se změnami stability miRNA-3'-UTR.[18] Kromě toho byly isomiR detekovány deregulované ve vývoji D. melanogaster a diferenciální exprese během Hippoglossus hippoglossus L. časný vývoj, což naznačuje biologicky relevantní funkci.[15][19]

  • Varianty ořezávání: jsou možné kvůli nepatrným odchylkám od Drosha a / nebo Dicer
  • Přidání nukleotidů: Wyman et al.[20] popsali proces nukleotidových transferáz přidávání jednotlivých nukleotidů k ​​miRNA sekvencím
  • Substituce nukleotidů: v takové události existuje obrovská škála možných změn, některé lze vysvětlit aktuálním Adenosin_deamináza jako A až G nebo C až U, podobně jako to, co se stane v post-transkripci Úpravy RNA události zahrnující mRNA.

Reference

  1. ^ Morin, R. D .; O'Connor, M. D .; Griffith, M .; Kuchenbauer, F .; Delaney, A .; Prabhu, A. -L .; Zhao, Y .; McDonald, H .; Zeng, T .; Hirst, M .; Eaves, C. J .; Marra, M. A. (2008). „Aplikace masivně paralelního sekvenování na profilování a objevování mikroRNA v lidských embryonálních kmenových buňkách“. Výzkum genomu. 18 (4): 610–621. doi:10,1101 / gr. 7179508. PMC  2279248. PMID  18285502.
  2. ^ A b C Telonis, Aristeidis G .; Loher, Phillipe; Jing, Yi; Londin, Eric; Rigoutsos, Isidore (2015-10-30). „Kromě paradigmatu jeden lokus-jeden-miRNA: izoformy mikroRNA umožňují hlubší vhled do heterogenity rakoviny prsu.“. Výzkum nukleových kyselin. 43 (19): 9158–9175. doi:10.1093 / nar / gkv922. ISSN  1362-4962. PMC  4627084. PMID  26400174.
  3. ^ Loher P, Londin ER, Rigoutsos I (2014), „Profily exprese IsomiR v lidských liniích lymfoblastoidních buněk vykazují populaci a závislosti na pohlaví.“, Cílový cíl, 5 (18): 8790–802, doi:10,18632 / oncotarget.2405, PMC  4226722, PMID  25229428
  4. ^ Llorens, Franc; Bañez-Coronel, Mónica; Pantano, Lorena; del Río, Jose Antonio; Ferrer, Isidre; Estivill, Xavier; Martí, Eulàlia (2013-02-15). „Vysoce exprimovaný miR-101 isomiR je funkční umlčující malá RNA“. BMC Genomics. 14: 104. doi:10.1186/1471-2164-14-104. ISSN  1471-2164. PMC  3751341. PMID  23414127.
  5. ^ Mercey, Olivier; Popa, Alexandra; Cavard, Amélie; Paquet, Agnès; Chevalier, Benoît; Pons, Nicolas; Magnone, Virginie; Zangari, Joséphine; Brest, Patrick (13.02.2017). „Charakterizace variant isomiR v rámci rodiny microRNA-34/449“. FEBS Dopisy. 591 (5): 693–705. doi:10.1002/1873-3468.12595. ISSN  1873-3468. PMC  5363356. PMID  28192603.
  6. ^ Ebhardt, H. A .; Tsang, H. H .; Dai, D.C .; Liu, Y .; Bostan, B .; Fahlman, R. P. (2009). „Metaanalýza malých chyb sekvenování RNA odhaluje všudypřítomné posttranskripční úpravy RNA“. Výzkum nukleových kyselin. 37 (8): 2461–2470. doi:10.1093 / nar / gkp093. PMC  2677864. PMID  19255090.
  7. ^ Iida, K .; Jin, H .; Zhu, J. K. (2009). „Bioinformatická analýza naznačuje základní modifikace tRNA a miRNA v Arabidopsis thaliana“. BMC Genomics. 10: 155. doi:10.1186/1471-2164-10-155. PMC  2674459. PMID  19358740.
  8. ^ A b Pantano, L .; Estivill, X .; Marti, E. (2009). „SeqBuster, bioinformatický nástroj pro zpracování a analýzu malých datových souborů RNA, odhaluje všudypřítomné modifikace miRNA v lidských embryonálních buňkách“. Výzkum nukleových kyselin. 38 (5): e34. doi:10.1093 / nar / gkp1127. PMC  2836562. PMID  20008100.
  9. ^ A b Marti, E .; Pantano, L .; Bañez-Coronel, M .; Llorens, F .; Miñones-Moyano, E .; Porta, S .; Sumoy, L .; Ferrer, I .; Estivill, X. (2010). „Nesčetné množství variant miRNA v oblastech kontroly mozku a Huntingtonovy choroby detekovaných masivně paralelním sekvenováním“. Výzkum nukleových kyselin. 38 (20): 7219–7235. doi:10.1093 / nar / gkq575. PMC  2978354. PMID  20591823.
  10. ^ Lu, S .; Sun, Y. -H .; Chiang, V. L. (2009). „Adenylace rostlinných miRNA“. Výzkum nukleových kyselin. 37 (6): 1878–1885. doi:10.1093 / nar / gkp031. PMC  2665221. PMID  19188256.
  11. ^ Reid, J. G .; Nagaraja, A. K .; Lynn, F. C .; Drabek, R. B .; Muzny, D. M .; Shaw, C. A .; Weiss, M. K .; Naghavi, A.O .; Khan, M .; Zhu, H .; Tennakoon, J .; Gunaratne, G. H .; Corry, D. B .; Miller, J .; McManus, M. T .; German, M. S .; Gibbs, R. A .; Matzuk, M. M .; Gunaratne, P. H. (2008). "Populace myší let-7 miRNA vykazují editaci RNA, která je omezena v 5'-semenných / štěpných / kotevních oblastech a stabilizuje předpokládané duplexy mmu-let-7a: mRNA". Výzkum genomu. 18 (10): 1571–1581. doi:10.1101 / gr.078246.108. PMC  2556275. PMID  18614752.
  12. ^ Luciano, D. J .; Mirsky, H .; Vendetti, N.J .; Maas, S. (2004). „Editace RNA prekurzoru miRNA“. RNA. 10 (8): 1174–1177. doi:10,1261 / rna.7350304. PMC  1370607. PMID  15272117.
  13. ^ Guo, L .; Lu, Z. (2010). „Globální analýza exprese miRNA genového klastru a rodiny na základě isomiR z dat hlubokého sekvenování“. Výpočetní biologie a chemie. 34 (3): 165–171. doi:10.1016 / j.compbiolchem.2010.06.001. PMID  20619743.
  14. ^ Brennecke, J .; Aravin, A. A .; Stark, A .; Dus, M .; Kellis, M .; Sachidanandam, R .; Hannon, G. J. (2007). „Diskrétní malé lokusy generující RNA jako hlavní regulátory aktivity transposonu v Drosophile“ (PDF). Buňka. 128 (6): 1089–1103. doi:10.1016 / j.cell.2007.01.043. PMID  17346786. S2CID  2246942.
  15. ^ A b Bizuayehu, T. T .; Lanes, C. F. C .; Furmanek, T .; Karlsen, B. O .; Fernandes, J. M. O .; Johansen, S. D .; Babiak, I. (2012). „Diferenciální vzorce exprese konzervovaných miRNA a izomirů během vývoje halibuta atlantického“. BMC Genomics. 13: 11. doi:10.1186/1471-2164-13-11. PMC  3398304. PMID  22233483.
  16. ^ Lee, L. W .; Zhang, S .; Etheridge, A .; Ma, L .; Martin, D .; Galas, D .; Wang, K. (2010). „Složitost repertoáru mikroRNA odhalená sekvenováním nové generace“. RNA. 16 (11): 2170–2180. doi:10,1261 / rna.2225110. PMC  2957056. PMID  20876832.
  17. ^ Starega-Roslan, J .; Krol, J .; Koscianska, E .; Kozlowski, P .; Szlachcic, W. J .; Sobczak, K .; Krzyzosiak, W. J. (2010). „Strukturální základ odrůdy délky mikroRNA“. Výzkum nukleových kyselin. 39 (1): 257–268. doi:10.1093 / nar / gkq727. PMC  3017592. PMID  20739353.
  18. ^ Burroughs, A. M .; Ando, ​​Y .; De Hoon, M. J. L .; Tomaru, Y .; Nishibu, T .; Ukekawa, R .; Funakoshi, T .; Kurokawa, T .; Suzuki, H .; Hayashizaki, Y .; Daub, C. O. (2010). „Komplexní průzkum událostí modifikace miRNA u 3 'zvířat a možná role 3' adenylace v modulaci účinnosti cílení miRNA“. Výzkum genomu. 20 (10): 1398–1410. doi:10.1101 / gr.106054.110. PMC  2945189. PMID  20719920.
  19. ^ Fernandez-Valverde, S.L .; Taft, R. J .; Mattick, J. S. (2010). „Dynamická regulace isomiR ve vývoji Drosophila“. RNA. 16 (10): 1881–1888. doi:10,1261 / rna.2379610. PMC  2941097. PMID  20805289.
  20. ^ Wyman, S.K .; Knouf, E. C .; Parkin, R. K.; Fritz, B. R .; Lin, D. W .; Dennis, L. M .; Krouse, M. A .; Webster, P. J .; Tewari, M. (2011). „Post-transkripční tvorba variant miRNA více nukleotidyltransferáz přispívá ke složitosti transkriptomu miRNA“. Výzkum genomu. 21 (9): 1450–1461. doi:10.1101 / gr.118059.110. PMC  3166830. PMID  21813625.

externí odkazy