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IsomiR

Variaciones de la secuencia de referencia encontradas en isomiRs Los isomiRs (de iso- + miR ) son secuencias de miRNA que presentan variaciones con respecto a la secuencia de re...

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Variaciones de la secuencia de referencia encontradas en isomiRs

Los isomiRs (de iso- + miR ) son secuencias de miRNA que presentan variaciones con respecto a la secuencia de referencia. El término fue acuñado por Morin et al. en 2008. [ 1 ] Se ha descubierto que los perfiles de expresión de isomiRs también pueden mostrar dependencias de raza, población y sexo. [ 2 ]

Existen cuatro tipos principales de variación:

  • Recorte 5': el sitio de corte 5' se encuentra corriente arriba o corriente abajo de la secuencia de miRNA de referencia.
  • Recorte 3': el sitio de corte 3' se encuentra corriente arriba o corriente abajo de la secuencia de miRNA de referencia.
  • Adición de nucleótidos en el extremo 3' : nucleótidos añadidos al extremo 3' del miRNA de referencia.
  • Sustitución de nucleótidos: cambios en los nucleótidos del precursor del miRNA. Se cree que este proceso puede ser similar a las modificaciones postranscripcionales.

Descubrimiento

miRBase se considera la base de datos de referencia de miRNA: almacena secuencias de miRNA detectadas por miles de experimentos. En esta base de datos, cada miRNA está asociado con un precursor de miRNA y con uno o dos miRNA maduros (-5p y -3p). Anteriormente, se creía que el mismo precursor de miRNA generaba las mismas secuencias de miRNA. Sin embargo, la llegada de la secuenciación profunda ha permitido a los investigadores detectar una enorme variabilidad en la biogénesis de miRNA, lo que significa que a partir del mismo precursor de miRNA se pueden generar muchas secuencias diferentes que potencialmente tienen diferentes dianas, [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] o incluso conducen a cambios opuestos en la expresión de ARNm. [ 4 ]

Biogénesis

La llegada de la secuenciación ha permitido a los científicos dilucidar un vasto panorama de nuevos miRNAs, aumentar nuestro conocimiento de la biogénesis involucrada y descubrir procesos putativos de edición postranscripcional en miRNAs ignorados hasta ahora. Estos procesos generan principalmente variaciones de los miRNAs actuales que están anotados en miRBase en el extremo 3' y 5' y, en menor frecuencia, sustitución de nucleótidos a lo largo de la longitud del miRNA. [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] Las variaciones se generan principalmente por un desplazamiento de Drosha y Dicer en el sitio de corte, pero también por adiciones de nucleótidos en el extremo 3', [ 10 ] lo que resulta en nuevas secuencias diferentes del miRNA anotado. Estos fueron denominados "isomiRs" por Morin et al., 2008. Los isomiRs han sido bien establecidos en diferentes especies de metazoos [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ] y descritos en profundidad por primera vez en células madre humanas y muestras de cerebro humano . [ 8 ] [ 9 ] Además, se ha demostrado que los isomiRs no son causados ​​por la degradación del ARN durante la preparación de muestras para la secuenciación de próxima generación. [ 16 ] Algunos estudios han intentado explicar la diversidad de miRNA mediante bases estructurales de precursores pero sin resultados claros. [ 17 ] La funcionalidad de la adenilación o uridinilación en el extremo 3' (isomiRs de adición 3') se ha relacionado con alteraciones en la estabilidad del miRNA-3'-UTR. [ 18 ] Además, se ha detectado expresión diferencial de isomiRs durante el desarrollo en D. melanogaster e Hippoglossus hippoglossus L., lo que sugiere una función biológica. [ 15 ] [ 19 ]

Referencias

  1. ↑ Morin, RD; O'Connor, MD; Griffith, M.; Kuchenbauer, F.; Delaney, A.; Prabhu, A. -L.; Zhao, Y.; McDonald, H.; Zeng, T.; Hirst, M.; Eaves, CJ; Marra, MA (2008). " Aplicación de la secuenciación masivamente paralela al perfilado y descubrimiento de microARN en células madre embrionarias humanas" . Genome Research . 18 (4): 610– 621. doi : 10.1101/gr.7179508 . PMC 2279248. PMID 18285502 .  
  2. ↑ Loher P, Londin ER, Rigoutsos I (2014), "Los perfiles de expresión de IsomiR en líneas celulares linfoblastoides humanas exhiben dependencias de población y género.", Oncotarget , 5 (18): 8790–802 , doi : 10.18632/oncotarget.2405 , PMC 4226722 , PMID 25229428  
  3. ↑ Llorens, Franco; Báñez-Coronel, Mónica; Pantano, Lorena; del Río, José Antonio; Ferrer, Isidre; Estivill, Xavier; Martí, Eulàlia (15-02-2013). "Un isomiR miR-101 altamente expresado es un ARN pequeño silenciador funcional" . Genómica BMC . 14 104. doi : 10.1186/1471-2164-14-104 . ISSN 1471-2164 . PMC 3751341 . PMID 23414127 .   
  4. 1 2 Telonis, Aristeidis G.; Loher, Phillipe; Jing, Yi; Londin, Eric; Rigoutsos, Isidore (2015-10-30). "Más allá del paradigma de un locus, un miRNA: las isoformas de microARN permiten una comprensión más profunda de la heterogeneidad del cáncer de mama" . Nucleic Acids Research . 43 (19): 9158– 9175. doi : 10.1093/nar/gkv922 . ISSN 1362-4962 . PMC 4627084. PMID 26400174 .   
  5. ^ Mercey, Olivier; Popa, Alejandra; Cavard, Amélie; Paquet, Agnès; Caballero, Benoît; Pons, Nicolás; Magnone, Virginia; Zangari, Joséfina; Brest, Patricio; Zaragosi, Laure-Emmanuelle; Ponzio, Gilles; Lebrigand, Kevin; Barbry, Pascal; Marcet, Brice (13 de febrero de 2017). "Caracterización de variantes de isomiR dentro de la familia microRNA-34/449" . Cartas FEBS . 591 (5): 693– 705. doi : 10.1002/1873-3468.12595 . ISSN 1873-3468 . PMC 5363356 . PMID 28192603 .   
  6. ↑ Ebhardt, HA; Tsang, HH; Dai, DC; Liu, Y.; Bostan, B.; Fahlman, RP (2009). "Metaanálisis de errores de secuenciación de ARN pequeños revela modificaciones de ARN postranscripcionales ubicuas" . Nucleic Acids Research . 37 (8): 2461– 2470. doi : 10.1093/nar/gkp093 . PMC 2677864. PMID 19255090 .  
  7. ↑ Iida, K.; Jin, H.; Zhu, JK (2009). " El análisis bioinformático sugiere modificaciones de bases de ARNt y microARN en Arabidopsis thaliana" . BMC Genomics . 10 155. doi : 10.1186/1471-2164-10-155 . PMC 2674459. PMID 19358740 .  
  8. 1 2 Pantano, L.; Estivill, X.; Marti, E. (2009). "SeqBuster, una herramienta bioinformática para el procesamiento y análisis de conjuntos de datos de ARN pequeños, revela modificaciones de miRNA ubicuas en células embrionarias humanas" . Nucleic Acids Research . 38 (5): e34. doi : 10.1093/nar/gkp1127 . PMC 2836562. PMID 20008100 .  
  9. 1 2 Martí, E.; Pantano, L.; Báñez-Coronel, M.; Llorens, F.; Miñones-Moyano, E.; Porta, S.; Sumoy, L.; Ferrer, I.; Estivill, X. (2010). "Una gran cantidad de variantes de miARN en regiones cerebrales de control y de la enfermedad de Huntington detectadas mediante secuenciación masiva paralela" . Investigación de ácidos nucleicos . 38 (20): 7219– 7235. doi : 10.1093/nar/gkq575 . PMC 2978354 . PMID 20591823 .  
  10. ↑ Lu, S.; Sun, Y. -H.; Chiang, VL (2009). "Adenilación de miRNAs de plantas" . Nucleic Acids Research . 37 (6): 1878– 1885. doi : 10.1093 / nar/gkp031 . PMC 2665221. PMID 19188256 .  
  11. ↑ Reid, JG; Nagaraja, AK; Lynn, FC; Drabek, RB; Muzny, DM; Shaw, CA; Weiss, MK; Naghavi, AO; Khan, M.; Zhu, H.; Tennakoon, J.; Gunaratne, GH; Corry, DB; Miller, J.; McManus, MT; German, MS; Gibbs, RA; Matzuk, MM; Gunaratne, PH (2008). "Las poblaciones de miRNA let-7 de ratón exhiben edición de ARN restringida en las regiones de semilla/escisión/anclaje 5′ y estabilizan los dúplex mmu-let-7a:ARNm predichos" . Genome Research . 18 (10): 1571– 1581. doi : 10.1101/gr.078246.108 . PMC 2556275 . PMID 18614752 .  
  12. ↑ Luciano, DJ; Mirsky, H.; Vendetti, NJ; Maas, S. (2004). "Edición de ARN de un precursor de miRNA" . RNA . 10 ( 8): 1174– 1177. doi : 10.1261/rna.7350304 . PMC 1370607. PMID 15272117 .  
  13. ↑ Guo, L.; Lu, Z. (2010). "Análisis de expresión global de clústeres y familias de genes de miRNA basados ​​en isomiRs a partir de datos de secuenciación profunda". Computational Biology and Chemistry . 34 (3): 165– 171. doi : 10.1016/j.compbiolchem.2010.06.001 . PMID 20619743 . 
  14. ↑ Brennecke, J.; Aravin, AA; Stark, A.; Dus, M.; Kellis, M.; Sachidanandam, R.; Hannon, GJ (2007). "Loci discretos generadores de ARN pequeños como reguladores maestros de la actividad de transposones en Drosophila" ( PDF) . Cell . 128 (6): 1089– 1103. doi : 10.1016/j.cell.2007.01.043 . PMID 17346786. S2CID 2246942 .  
  15. 1 2 Bizuayehu, TT; Lanes, CFC; Furmanek, T.; Karlsen, BO; Fernandes, JMO; Johansen, SD; Babiak, I. (2012). "Patrones de expresión diferencial de miRNAs e isomiRs conservados durante el desarrollo del fletán del Atlántico" . BMC Genomics . 13 11. doi : 10.1186/1471-2164-13-11 . PMC 3398304. PMID 22233483 .  
  16. ↑ Lee, LW; Zhang, S.; Etheridge, A.; Ma, L.; Martin, D.; Galas, D.; Wang, K. (2010). " Complejidad del repertorio de microARN revelada por la secuenciación de próxima generación" . 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, WJ; Sobczak, K.; Krzyzosiak, WJ (2010). "Base estructural de la variedad de longitudes de microARN" . Investigación de ácidos nucleicos . 39 (1): 257– 268. doi : 10.1093/nar/gkq727 . PMC 3017592 . PMID 20739353 .  
  18. ↑ Burroughs, AM; Ando, ​​Y.; De Hoon, MJL; Tomaru, Y.; Nishibu, T.; Ukekawa, R.; Funakoshi, T.; Kurokawa, T.; Suzuki, H.; Hayashizaki, Y.; Daub, CO (2010). "Un estudio exhaustivo de los eventos de modificación de miRNA en 3′ animales y un posible papel de la adenilación en 3′ en la modulación de la eficacia de la focalización de miRNA" . Genome Research . 20 (10): 1398– 1410. doi : 10.1101/gr.106054.110 . PMC 2945189. PMID 20719920 .  
  19. ↑ Fernandez-Valverde, SL; Taft, RJ; Mattick, JS (2010). "Regulación dinámica de isomiR en el desarrollo de Drosophila" . RNA . 16 (10): 1881– 1888. doi : 10.1261/rna.2379610 . PMC 2941097. PMID 20805289 .  
  20. ↑ Wyman, SK; Knouf, EC; Parkin, RK; Fritz, BR; Lin, DW; Dennis, LM; Krouse, MA; Webster, PJ; Tewari, M. (2011). "La generación postranscripcional de variantes de miRNA por múltiples nucleotidil transferasas contribuye a la complejidad del transcriptoma de miRNA" . Genome Research . 21 (9): 1450– 1461. doi : 10.1101/gr.118059.110 . PMC 3166830. PMID 21813625 .  
  • miRBase