Zależność biogenezy cząsteczki miR-21 od dojrzewania jej prekursorów na poziomie alternatywnego splicingu oraz poliadenylacji
Loading...
Date
2021
Authors
Advisor
Editor
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Title alternative
The relationship between biogenesis of miR-21 and maturation of its precursors. Impact of alternative splicing and polyadenylation
Abstract
Cząsteczki mikroRNA (miRNA) są to krótkie (20-22 nukleotydów), niekodujące RNA regulują poziom ekspresji niemal wszystkich genów kodujących białka, na drodze interferencji RNA. Jednym z lepiej poznanych jest miR-21. Pomimo dość dobrze opisanych szlaków w których zaangażowany jest miR-21, nadal słabo poznane są mechanizmy kontrolujące proces jego biogenezy. Alternatywny splicing (AS) oraz alternatywna poliadenylacja (APA) pierwotnych transkryptów są niezwykle ważnymi mechanizmami w regulacji ekspresji większości genów kodujących białka. Na dzień dzisiejszy niewiele prac badawczych skupiało się na udziale tych procesów w regulacji ekspresji genów miRNA.
Głównym celem pracy było zbadanie zaangażowania AS oraz APA w proces biogenezy miR-21. Podczas pierwszego etapu badań wykazano, że pierwotny transkrypt pri-miR-21 powstaje niezależnie od pre-mRNA swojego genu-gospodarza VMP1 i może podlegać charakterystycznym dla pre-mRNA VMP1 procesom składania. W pracy, określono dużą zmienność w poziomie ekspresji pri-miR-21 w różnych ludzkich tkankach.
Scharakteryzowano rozmaite izoformy pri-miR-21. Dodatkowo poprzez zastosowanie blokera oligonukleotydowego wiążącego się do określonych sekwencji RNA lub poprzez mutację tego miejsca w konstrukcie genetycznym wykazano, że aktywność alternatywnych sygnałów poliadenylacji (APAS) występujących w 3’UTR VMP1, ma wpływ na efektywność biogenezy miR-21. Badania wykazały bezpośredni wpływ PAS zlokalizowanego przed sekwencją kodującą miR-21 na ilość dojrzałej cząsteczki miR-21.
W ostatnim etapie pracy postanowiono sprawdzić zależność efektywności biogenezy miR-21 od splicingu pri-miR-21. Poprzez zablokowanie lub mutagenezę miejsca składania RNA zlokalizowanego po stronie 3’ doprowadzono do zaburzenia splicingu pri-miR-21 oraz zaobserwowano istotny wzrost poziomu tej cząsteczki RNA, co przełożyło się na zwiększenie liczby dojrzałych cząsteczek miR-21. Uzyskane wyniki dowodzą, że obecność izoformy z retencją intronu poprzez bezpośredni wpływ na aktywność miejsca 3’ splicingu w 11 intronie VMP1, pozytywnie wpływa na biogenezę miR-21.
MicroRNAs (miRNAs) are short (20-22 nucleotides), non-coding RNAs regulate the expression level of almost all protein-coding. One of the well-known is the miR-21. Despite the fairly well-described pathways in which miR-21 is involved, the mechanisms controlling the process of its biogenesis are still poorly understood. Alternative splicing (AS) and alternative polyadenylation (APA) of primary transcripts are extremely important mechanisms in regulating the expression of most protein-coding genes. As of today, little research has focused on the involvement of these processes in regulating miRNA biogenesis. The main purpose of the dissertation was to investigate the involvement of AS and APA in the miR-21 biogenesis process. It was shown that the primary transcript of pri-miR-21 is generated independently of the pre-mRNA of its host gene VMP1 and may undergo splicing processes characteristic of VMP1 pre-mRNA. The study revealed a high variability in the expression level of pri-miR-21 in various human tissues. Various isoforms of pri-miR-21 were characterized, including isoforms with intron 11 retention. Alternative polyadenylation signals (APAS) which are present in the 3'UTR of VMP1 have an impact on the efficiency of miR-21 biogenesis. In addition, studies have shown a direct effect of PAS located upstream of the miR-21 coding sequence on the amount of the mature miR-21 molecule. In the last stage of the work, it was decided to check the dependence of the effectiveness of miR-21 biogenesis on pri-miR-21 splicing. By blocking or mutagenesis of the RNA splice site located on the 3' side (3’ss), pri-miR-21 splicing was disturbed and a significant increase in the level of this RNA molecule was observed, which have an impact on increase in the number of mature miR-21 molecules. The results obtained in this study will contribute to a better understanding of the mechanisms that may be involved in the regulation of the miR-21 biogenesis.
MicroRNAs (miRNAs) are short (20-22 nucleotides), non-coding RNAs regulate the expression level of almost all protein-coding. One of the well-known is the miR-21. Despite the fairly well-described pathways in which miR-21 is involved, the mechanisms controlling the process of its biogenesis are still poorly understood. Alternative splicing (AS) and alternative polyadenylation (APA) of primary transcripts are extremely important mechanisms in regulating the expression of most protein-coding genes. As of today, little research has focused on the involvement of these processes in regulating miRNA biogenesis. The main purpose of the dissertation was to investigate the involvement of AS and APA in the miR-21 biogenesis process. It was shown that the primary transcript of pri-miR-21 is generated independently of the pre-mRNA of its host gene VMP1 and may undergo splicing processes characteristic of VMP1 pre-mRNA. The study revealed a high variability in the expression level of pri-miR-21 in various human tissues. Various isoforms of pri-miR-21 were characterized, including isoforms with intron 11 retention. Alternative polyadenylation signals (APAS) which are present in the 3'UTR of VMP1 have an impact on the efficiency of miR-21 biogenesis. In addition, studies have shown a direct effect of PAS located upstream of the miR-21 coding sequence on the amount of the mature miR-21 molecule. In the last stage of the work, it was decided to check the dependence of the effectiveness of miR-21 biogenesis on pri-miR-21 splicing. By blocking or mutagenesis of the RNA splice site located on the 3' side (3’ss), pri-miR-21 splicing was disturbed and a significant increase in the level of this RNA molecule was observed, which have an impact on increase in the number of mature miR-21 molecules. The results obtained in this study will contribute to a better understanding of the mechanisms that may be involved in the regulation of the miR-21 biogenesis.
Description
Wydział Biologii
Sponsor
Keywords
miR-21, pri-miR-21, alternatywna poliadenylacja, alternatywny splicing, VMP1, biogeneza miRNA, alternative polyadenylation, alternative splicing, miRNA biogenesis