Los microARN son ARN cortos no codificantes que desempeñan papeles críticos en la regulación de la expresión génica en la fisiología y la enfermedad normales. A pesar de tener niveles de expresión estrictamente controlados, se sabe poco acerca de cómo se regulan los propios miARN porque sus genes están mal definidos. En un estudio publicado en línea en Investigación del genoma los investigadores diseñaron una estrategia para la anotación de transcripciones de miARN primarias en todo el genoma, proporcionando amplias anotaciones nuevas en humanos y ratones, y arrojando luz sobre los mecanismos de regulación de la expresión del gen de microARN.
Aunque los miRNAs maduros son solo ~ 22 nucleótidos, sus transcripciones tienen una longitud de hasta cientos de kilobases. Las transcripciones de miRNA primarias, o pri-miRNAs, se procesan rápidamente en miRNAs maduros a partir de estructuras de horquilla ubicadas en los exones o intrones de las transcripciones de pri-miRNA.Debido a que el procesamiento se produce muy rápidamente, los métodos estándar como la RT-PCR o la secuenciación de ARN detectan pri-miARN de longitud completa con poca sensibilidad. Por lo tanto, muchos genes de miARN carecen de características anotadas como un promotor o sitios de empalme, lo que dificulta el progreso en la comprensión de suregulación transcripcional y postranscripcional.
Para superar esto, los investigadores del Centro Médico Southwestern de la Universidad de Texas y de la Universidad Johns Hopkins estabilizaron los pri-miARN expresando una forma negativa dominante de DROSHA, la enzima RNasa III responsable de la escisión del pri-miRNA, en una variedad de humanos y ratoneslíneas celulares. Al secuenciar profundamente los ARN nucleares y aplicar la herramienta computacional StringTie para ensamblar transcripciones, los investigadores pudieron anotar el 69% de los miARN humanos y el 75% de los miARN de ratón. Las estructuras del gen pri-miARN recientemente anotadas se pueden visualizar utilizando el genoma estándarnavegadores, incluido el navegador UCSC Genome.
"Una característica notable de los miRNA primarios es su longitud extrema, incluso en los casos en que funcionan solo para producir un solo ~ 22 nucleótidos miRNA", dijo Joshua Mendell, autor correspondiente del estudio. "Aunque parece un desperdicio producir tanto tiempoARN, la mayoría de los cuales se degradarán de inmediato, esta organización puede haber surgido para permitir mecanismos complejos de regulación del miRNA codificado ".
Aunque generalmente se cree que los miRNA agrupados se co-transcriben, los investigadores encontraron evidencia de que varios grupos de miRNA conservados intergénicamente en humanos tienen promotores alternativos. "Nos sorprendió encontrar casos en los que tales miRNAs podrían co-transcribirse alternativamente o transcribirse por separado, dependiendoen qué promotor se utiliza ", dijo Mendell.
Los investigadores clasificaron los pri-miRNA en tres amplias categorías basadas en la estructura del gen: Clase I, que se transcriben independientemente de otros genes y probablemente representan unidades de transcripción independientes, Clase II, que se transcriben como una extensión de un gen codificador de proteínas,y Clase III, que se transcriben como una extensión de un ARN no codificante. Un ejemplo de un pri-miARN de Clase III se encuentra aguas arriba del ARN no codificante SPACA6P y codifica miR-99b, let-7e y miR-125a. Los autores sugierenSPACA6P es un producto de escisión del procesamiento de DROSHA debido al hecho de que el extremo 5 'está inmediatamente adyacente al extremo 3' de la horquilla pre-mir-125a.
Las nuevas anotaciones permitirán a los investigadores abordar preguntas sobre la complejidad transcripcional de la regulación de miRNA, incluida la forma en que se puede regular un promotor de miRNA o cómo el empalme afecta la expresión de miRNA ". También es posible que estos datos revelen que algunas enfermedades previamente identificadas-las variantes de secuencia asociadas en realidad caen dentro de un gen miARN primario no reconocido anteriormente, lo que aumenta la posibilidad de que tales variantes puedan influir en la expresión del miARN codificado ", dijo Mendell.
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Materiales proporcionados por Laboratorio Cold Spring Harbor . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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