днРНК BC200

БКИРН1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Идентификаторы | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Псевдонимы | BCYRN1 , BC200, BC200a, LINC00004, NCRNA00004, цитоплазматическая РНК 1 мозга, днРНК BC200 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Внешние идентификаторы | Опустить : 606089 ; Генные карты : BCYRN1 ; OMA : BCYRN1 — ортологи | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Викиданные | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Цитоплазматическая 200-длинная некодирующая РНК головного мозга (или днРНК BC200 ) представляет собой транскрипт РНК из 200 нуклеотидов , обнаруживаемый преимущественно в головном мозге и основной функцией которого является регулирование трансляции путем ингибирования ее инициации. [ 3 ] [ 4 ] Как длинная некодирующая РНК , она принадлежит к семейству транскриптов РНК, которые не транслируются в белок ( нкРНК ). Из этих нкРНК днРНК представляют собой транскрипты длиной 200 нуклеотидов и более и почти в три раза более распространены, чем гены, кодирующие белки. [ 5 ] Тем не менее, лишь немногие из почти 60 000 днРНК были охарактеризованы, и мало что известно об их разнообразных функциях ( транскрипционная интерференция, ремоделирование хроматина , сплайсинг , регуляция трансляции, взаимодействие с микроРНК и миРНК и деградация мРНК). [ 6 ] [ 5 ] BC200 — это одна из днРНК, которая позволила понять их специфическую роль в регуляции трансляции и ее значение при различных формах рака , а также болезни Альцгеймера .
Принятым символом гена , кодирующего BC200, является BCYRN1 , обозначающий цитоплазматическую РНК головного мозга 1 . [ 7 ]
Характеристики
[ редактировать ]Было обнаружено, что повторяющийся полиморфизм цитозинов и аденинов (CA) находится рядом с BCYRN1 и использовался в качестве эталона для картирования гена. [ 8 ] Картирование сцепления и картирование радиационного гибрида локализовали ген BCYRN1 на хромосоме 2p16. [ 8 ]
Являясь длинной некодирующей цитоплазматической РНК, РНК BC200 является частью крупнейшей группы некодирующих транскриптов в геноме человека , которая более распространена, чем гены , кодирующие белки . 5'-область (левое плечо) мономерных повторяющихся элементов с короткими вкраплениями Alu ( SINE ) обеспечивает транспозицию РНК BC200 и эволюционно консервативна у других приматов. [ 9 ] Из этой группы SINE BC200 является одним из немногих, которые транскрипционно активны . У людей он обнаруживается в областях нейропилей , которые состоят преимущественно из безмиелинизированных дендритов , аксонов и глиальных клеток . [ 10 ]
Аналогично, функциональный аналог РНК BC200 у грызунов (РНК BC1) экспрессируется в основном в соматодендритных доменах нервной системы , что делает его идеальной моделью для экспериментов. Одно большое различие заключается в происхождении; BC200 возник из ретротранспонированного домена Alu, тогда как BC1 произошел из ретротранспонированной тРНК Ala . [ 11 ] Хотя они развивались раздельно, оба обычно не экспрессируются в ненейральных соматических клетках , за исключением опухолей . [ 12 ]
Структура
[ редактировать ]РНК BC200 представляет собой продукт непроцессированной мономерной последовательности Alu. Его длина составляет 200 нуклеотидов, и он не поддается переводу.
BC200 имеет три различных структурных домена. 5'-область РНК определяет один домен и состоит из повторяющихся элементов Alu. Два других структурных домена представляют собой центральную А-богатую область и С-богатую 3'-область, специфичную для BC200. [ 3 ] 5'-конец этой молекулы имеет как первичную, так и вторичную структуру, которая очень похожа на 7SL РНК, РНК частицы распознавания сигнала (SRP), которая также включает 5'-домен Alu. [ 13 ]
Ген РНК BC200 имеет два псевдогена : BC200 бета и BC200 гамма. Каждый из этих двух псевдогенов имеет в геноме по одному гену, расположенному на разных хромосомах . Бета-псевдоген состоит из гена РНК BC200 и дополнительных последовательностей Alu. Гамма-псевдоген содержит инвертированный длинный вкрапленный ядерный элемент (LINE) . Они оба обладают транспозиционной способностью , но точный механизм неизвестен. [ 12 ]
Биосинтез
[ редактировать ]
Биосинтез РНК BC200 происходит в теле клетки нейрона и требует вышестоящих промоторных элементов , нижестоящих внутренних промоторных элементов (внутригенные A и B-боксы), по крайней мере двух сайтов связывания транскрипционных факторов , ТАТА-подобной последовательности, ТАТА-бокс. белка, связывающего (TBP) и РНК-полимераза III . [ 11 ]
В ДНК происходит делеция последовательностей между -100 и -1, которая блокирует транскрипционную активность. [ 11 ] показывая, что транскрипционный комплекс должен взаимодействовать с этой последовательностью из 100 п.н. вышерасположенной области для правильного синтеза РНК BC200. Здесь связывается белок , связывающий ТАТА-бокс (TBP), и при его ингибировании уровень РНК BC200 снижается, [ 11 ] что указывает на то, что область из 100 пар оснований и ТБФ играют решающую роль в биосинтезе РНК BC200.
В дополнение к вышестоящим элементам существует вышестоящая последовательность TATGAAA (похожая на последовательность TATA-бокса ) в положениях от -28 до -22, удаление которой нарушает транскрипцию. [ 11 ] обнаруживая, что эта ТАТА-подобная последовательность является еще одним важным игроком в синтезе РНК BC200. Однако транскрипция не зависит от связывания ТАТА-бокс-связывающего белка с ТАТА-подобной последовательностью. [ 11 ]
Как вышестоящие, так и внутренние промоторные элементы также необходимы для синтеза РНК BC200. Существует два типа вышестоящих промоторных элементов в области длиной 100 пар оснований: один проксимальнее сайта начала транскрипции и связан с нижестоящими сайтами связывания транскрипционных факторов, а другой - между нуклеотидами -36 и -100 и не связан с нижестоящими сайтами связывания. [ 11 ] Внутренние промоторные элементы представляют собой внутригенные боксы A и B, где A расположен в положении от +5 до +15, а B - в положении от +78 до +88. Любая мутация в этих полях может привести к уменьшению количества РНК BC200. [ 11 ]
Поскольку РНК BC200 действует как регулятор трансляции, она затем транспортируется к дендритам , где связывается со специфическими белками, участвующими в трансляции, и ингибирует их активность (см. следующий раздел). [ 11 ]
Функция
[ редактировать ]РНК BC200 экспрессируется в дендритах в виде рибонуклеопротеиновых частиц . Синтез белка в синапсах нейронов способствует пластичности нейронов и помогает предотвратить деградацию нейронов. Маленькие некодирующие РНК, такие как РНК BC200, подавляют трансляцию, ингибируя ее инициацию. Во время эукариотической трансляции преинициативный комплекс связывает мРНК и сканирует кодирующую цепь в поисках стартового кодона . Этот этап часто находится под контролем семейства факторов инициации , и эти факторы часто являются мишенью для регуляторов трансляции. Было показано, что поли(А)-связывающий белок (PABP) связывается с РНК BC200, что еще раз подтверждает их роль регуляторов биосинтеза белка в синапсах. [ 14 ]
РНК BC200 нацелена на АТФ-зависимую РНК- хеликазу , называемую фактором инициации эукариот 4А ( eIF4A ). eIF4A требует энергии гидролиза АТФ , чтобы раскрутить двойную спираль и инициировать трансляцию. Однако РНК BC200 препятствует передаче энергии после гидролиза, изменяя конформацию eIF4A, и, таким образом, энергия, необходимая для раскручивания двойной спирали, никогда не поступает должным образом, и инициация трансляции ингибируется. [ 4 ]
Предполагается, что это высоколокализованное разобщение активности АТФазы и последующее раскручивание дуплекса РНК возникло в результате растущей сложности постсинаптических нейронов и нейрональной активности. Некодирующие молекулы РНК развиваются гораздо быстрее, чем белки, кодирующие гены; таким образом, устойчивая консервация транскрипта РНК BC200 указывает на его важность для функции нервной системы. [ 4 ]
Применение и роль в заболеваниях
[ редактировать ]Рак
[ редактировать ]Было обнаружено, что РНК BC200 является фактором многих типов рака. Хотя этот тип РНК обычно экспрессируется в нейронах, он был обнаружен при раке молочной железы , шейки матки , пищевода , легких , яичников , околоушных желез , языка и толстой кишки . [ 15 ] При некоторых видах рака экспрессия РНК BC200 повышается. Это происходит при плоскоклеточном раке пищевода ( ESCC ), и более высокая экспрессия считается предиктором плохого прогноза и может служить прогностическим биомаркером заболевания. [ 16 ] Также было обнаружено, что он сверхэкспрессируется в опухолевых клетках колоректального рака, где транскрипт расположен рядом с известным онкогеном , молекулой адгезии эпителиальных клеток ( EpCAM ). [ 15 ] Здесь полагают, что экспрессия РНК BC200 и EpCAM коррелирует, поскольку они оба играют роль в миграции и инвазии клеток. [ 15 ] И наоборот, исследования показали, что РНК BC200 снижается при раке яичников, поскольку она является супрессором опухоли в нормальных клетках яичников, контролируя пролиферативную способность. [ 17 ]
болезнь Альцгеймера
[ редактировать ]Болезнь Альцгеймера (БА) — нейродегенеративное заболевание, возникающее в результате нарушения синаптической пластичности. РНК BC200 играет роль в дендритах нейронов, модулируя синтез белков, влияющих на эту пластичность. [ 10 ] Исследователи утверждают, что активация РНК BC200 приводит к неадекватной доставке РНК к синапсам нейронов, что приводит к нейродегенерации . [ 10 ] При сравнении мозга здоровых людей с мозгом больных AD было установлено, что РНК BC200 активируется в мозгу людей с AD, особенно в тех областях мозга, которые соответствуют заболеванию. [ 10 ] Здесь наблюдалась прямая зависимость: чем тяжелее течение заболевания, тем выше был уровень РНК BC200. [ 10 ] Это контрастирует с нормальным стареющим мозгом, где устойчивое снижение количества этой РНК наблюдается в возрасте от 49 до 86 лет. [ 10 ]
Потенциальная цель
[ редактировать ]LncRNA сравнительно недавно развилась из таковых других видов, но все еще сохраняет некоторую функциональность. [ 18 ] Что касается этой конкретной формы, исследователи полагают, что она может служить диагностическим и прогностическим биомаркером рака, при котором ее нормальная экспрессия изменена. [ 15 ] Для полного понимания функций и регуляторных механизмов РНК BC200 еще предстоит проделать большую работу, но новые подходы могут быть направлены на разработку зондов для РНК BC200 человека, которые помогут в разработке новых фармацевтических препаратов. [ 19 ] Поскольку РНК-полимераза III отвечает за транскрипцию РНК BC200, она также может служить потенциальной мишенью для лечения заболеваний, при которых ее экспрессия повышена. [ 18 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с GRCh38: Версия Ensembl 89: ENSG00000236824 – Ensembl , май 2017 г.
- ^ «Ссылка на Human PubMed:» . Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
- ^ Jump up to: а б Тидж, Анри ; Чен, Вэй; Брозиус, Юрген (1 июня 1993 г.). «Первичная структура, нейронно-специфическая экспрессия и дендритное расположение РНК BC200 человека» . Журнал неврологии . 13 (6): 2382–2390. doi : 10.1523/JNEUROSCI.13-06-02382.1993 . ПМК 6576500 . ПМИД 7684772 .
- ^ Jump up to: а б с Лин, Дейзи; и др. (май 2008 г.). «Контроль трансляции с помощью малой РНК: дендритная РНК BC1 нацелена на хеликазный механизм фактора инициации эукариот 4А» . Молекулярная и клеточная биология . 28 (9): 3008–3019. дои : 10.1128/MCB.01800-07 . ПМК 2293081 . ПМИД 18316401 .
- ^ Jump up to: а б Бхадра, Утпал; Чоудхури, Дебабани Рой; Мондал, Танмой; Бхадра, Маника Пал (2016). «Длинные некодирующие РНК - это прорыв в мире РНК и регуляции генов на основе RNAi». РНК-интерференция . ИНТЕХ. стр. 63–86.
- ^ Ма, Лина; Баич, Владимир Б.; Чжан, Чжан (15 апреля 2013 г.). «О классификации длинных некодирующих РНК» . РНК Биол . 6 (10): 924–933. дои : 10.4161/rna.24604 . ПМЦ 4111732 . ПМИД 23696037 .
- ^ «Ген Энтрез: цитоплазматическая РНК 1 мозга» . Проверено 8 октября 2017 г.
- ^ Jump up to: а б Базиль, В; Винсент, А; Мартинетти, JA; Скайрабин, Б.В.; Брозиус, Дж; Кеннеди, Дж. Л. (февраль 1998 г.). «Присвоение гена РНК BC200 человека (BCYRN1) хромосоме 2p16 с помощью радиационного гибридного картирования» . Цитогенетика и клеточная генетика . 82 (3–4): 271–272. дои : 10.1159/000015117 . ПМИД 9858834 . S2CID 84998889 . Получено 10 октября.
- ^ Б.В. Скрябин, Ю.; Кремерскотен, Д; Василакопулу, ТР; Дисотелл, В.В. (декабрь 1998 г.). «Ген РНК BC200 и его нейронная экспрессия консервативны у Anthropoidea (приматов)». Джей Мол Эвол . 47 (6): 677–685. Бибкод : 1998JMolE..47..677S . дои : 10.1007/PL00006426 . ПМИД 9847409 . S2CID 194302 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж Муз, Эль; Хоф, Патрик Р.; Тидж, Анри (6 июня 2007 г.). «Дендритная РНК BC200 при старении и болезни Альцгеймера» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 104 (25): 10679–10684. Бибкод : 2007PNAS..10410679M . дои : 10.1073/pnas.0701532104 . ЧВК 1965572 . ПМИД 17553964 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час я Ким, Ёнми; и др. (31 июля 2017 г.). «Биосинтез цитоплазматической 200 РНК мозга» . Научные отчеты . 7 (1): 6884. Бибкод : 2017НатСР...7.6884К . дои : 10.1038/s41598-017-05097-3 . ПМЦ 5537265 . ПМИД 28761139 .
- ^ Jump up to: а б Мартиньетти, Дж; Брозиус, Дж. (15 декабря 1993 г.). «РНК BC200: продукт нейронной РНК-полимеразы III, кодируемый мономерным элементом Alu» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 90 (24): 11563–11567. Бибкод : 1993PNAS...9011563M . дои : 10.1073/pnas.90.24.11563 . ПМК 48024 . ПМИД 8265590 .
- ^ Кремерскотен, Дж.; Цопф, Д.; Уолтер, П.; Ченг, Дж. Г.; Неттерманн, М.; Ниверт, У.; Марайя, Р.Дж.; Брозиус, Дж. (10 апреля 1998 г.). «Гетеродимер SRP9/14 является неотъемлемой частью нейронного РНП BC200 в мозгу приматов». Письма по неврологии . 245 (3): 123–126. дои : 10.1016/S0304-3940(98)00215-8 . ISSN 0304-3940 . ПМИД 9605471 . S2CID 16565899 .
- ^ Муддашетти, Рави; Ханам, Тасним; Кондрашов, Александр; Бундман, Марша; Якоангели, Анна; Кремерскотен, Иоахим; Данинг, Керстин; Барнеков, Анжелика; Хюттенхофер, Александр (16 августа 2002 г.). «Поли(А)-связывающий белок связан с нейрональными частицами рибонуклеопротеина BC1 и BC200». Журнал молекулярной биологии . 321 (3): 433–445. CiteSeerX 10.1.1.328.1975 . дои : 10.1016/S0022-2836(02)00655-1 . ISSN 0022-2836 . ПМИД 12162957 .
- ^ Jump up to: а б с д Ли, Пэн; Ян, Бо; Ся, Шаою; Чен, Ли; Нин, Нин (15 февраля 2016 г.). «РНК BC200 сверхэкспрессируется при колоректальном раке и способствует миграции и инвазии клеток HCT116» (PDF) . Международный журнал клинической и экспериментальной патологии . стр. 1481–1486 . Проверено 10 октября 2017 г.
- ^ Чжао, Жуй-Хуа; Чжу, Цай-хуа; Ли, Сян-Ки; Цао, Вэй; Цзун, Хун (15 апреля 2016 г.). «LncRNA BC200 — потенциальный прогностический маркер плохого прогноза у пациентов с плоскоклеточным раком пищевода» . Онкомишени и терапия . 9 : 2221–2226. дои : 10.2147/OTT.S99401 . ПМЦ 4846077 . ПМИД 27143917 .
- ^ Ву, Ди; Ван, Тяньчжэнь; Рен, Чэнчэн; Лю, Лей; Конг, Дэн (1 декабря 2015 г.). «Понижение уровня BC200 при раке яичников способствует пролиферации раковых клеток и химиорезистентности к карбоплатину» . Письма об онкологии . 11 (2): 1189–1194. дои : 10.3892/ол.2015.3983 . ПМЦ 4734031 . ПМИД 26893717 .
- ^ Jump up to: а б Прабхакар, Бинду; Чжун, Сяо-бо; Расмуссен, Теодор П. (29 марта 2017 г.). «Использование длинных некодирующих РНК в качестве фармакологических мишеней для модуляции эпигенетических заболеваний» . Йельский журнал биологии и медицины . 90 (1): 73–86. ПМК 5369047 . ПМИД 28356895 .
- ^ Валестедт, Клаас (31 мая 2013 г.). «Нацеливание на длинную некодирующую РНК для терапевтического усиления экспрессии генов». Nature Reviews Открытие лекарств . 12 (6): 433–436. дои : 10.1038/nrd4018 . ПМИД 23722346 . S2CID 288163 .
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Якоанджели А., Лин Ю., Морли Э.Дж., Муслимов И.А., Бьянки Р., Рейли Дж., Уидон Дж., Диалло Р., Бёккер В., Тидж Х. (2004). «РНК BC200 при инвазивном и преинвазивном раке молочной железы» . Канцерогенез . 25 (11): 2125–33. дои : 10.1093/carcin/bgh228 . ПМИД 15240511 .
- Кобаяши С., Хигучи Т., Анзай К. (2005). «Применение промотора гена РНК BC1 для экспрессии короткой шпилечной РНК в культивируемых нейрональных клетках». Биохим. Биофиз. Рез. Коммун . 334 (4): 1305–9. дои : 10.1016/j.bbrc.2005.07.033 . ПМИД 16054886 .
- Мус Э, Хоф PR, Тидж Х (2007). «Дендритная РНК BC200 при старении и болезни Альцгеймера» . Учеб. Натл. акад. наук. США . 104 (25): 10679–84. Бибкод : 2007PNAS..10410679M . дои : 10.1073/pnas.0701532104 . ЧВК 1965572 . ПМИД 17553964 .
- Беннетт К.Л., Чен Ю., Виньяли М., Ло Р.С., Мейсон А.Г., Унал А., Хук Сайфи Н.П., Филдс С., Ла Спада А.Р. (2013). «Анализ белкового взаимодействия сенатаксина и мутанта ALS4 L389S дает представление о посттрансляционной модификации сенатаксина и обнаруживает специфическое связывание мутанта с пептидом, кодируемым цитоплазматической РНК мозга» . ПЛОС ОДИН . 8 (11): е78837. Бибкод : 2013PLoSO...878837B . дои : 10.1371/journal.pone.0078837 . ПМЦ 3823977 . ПМИД 24244371 .
- Буй Э.П., Макрей Э.К., Ховард Р., Део С.Р., Арийо Э.О., Джананович Э., Мейер М., Стетефельд Дж., МакКенна С.А. (2016). «РНК-геликаза, связанная с AU-богатым элементом (RHAU/DHX36), взаимодействует с 3'-хвостом длинной некодирующей РНК BC200 (BCYRN1)» . Ж. Биол. Хим . 291 (10): 5355–72. дои : 10.1074/jbc.M115.711499 . ПМЦ 4777866 . ПМИД 26740632 .
- Сингх Р., Гупта СК, Пэн В.С., Чжоу Н., Почампали Р., Атфи А., Ватабе К., Лу З., Мо Ю.И. (2016). «Регуляция альтернативного сплайсинга Bcl-x с помощью BC200 способствует патогенезу рака молочной железы» . Смерть клетки Дис . 7 (6): e2262. дои : 10.1038/cddis.2016.168 . ПМК 5143396 . ПМИД 27277684 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- «МОЗГОВАЯ ЦИТОПЛАЗМИЧЕСКАЯ РНК 1; BCYRN1».
- «Алюминиевые элементы: знай СИНУСЫ»
- «Длинная некодирующая РНК BC200 (BCYRN1) имеет решающее значение для выживания и пролиферации раковых клеток».
- «Экспрессия нейронной РНК BC200 в опухолях человека».
- «Нокдаун экспрессии РНК BC200 снижает миграцию и инвазию клеток за счет дестабилизации мРНК кальций-связывающего белка S100A11».
Эта статья включает текст из Национальной медицинской библиотеки США , который находится в свободном доступе .