ИсомиР

Вариации эталонной последовательности, обнаруженные в isomiRs

isomiR (от iso- + miR ) представляют собой последовательности микроРНК, которые имеют вариации по отношению к эталонной последовательности. Этот термин был придуман Морином и др. в 2008 году. ^{[ 1 ]} Было обнаружено, что профили экспрессии isomiR также могут демонстрировать расовую, популяционную и гендерную зависимость. ^{[ 2 ]}^{[ 3 ]}

Существует четыре основных типа вариаций:

5'-обрезка - 5'-сайт нарезки находится выше или ниже эталонной последовательности микроРНК.
3'-обрезка - 3'-сайт нарезки находится выше или ниже эталонной последовательности микроРНК.
Добавление 3'-нуклеотида - нуклеотиды добавляются к 3'-концу эталонной микроРНК.
нуклеотидная замена – нуклеотидные замены предшественника микроРНК. Считается, что это может быть процесс, аналогичный посттранскрипционным модификациям.

Открытие

miRBase считается золотым стандартом базы данных микроРНК — она хранит последовательности микроРНК, обнаруженные в тысячах экспериментов. В этой базе данных каждая микроРНК связана с предшественником микроРНК и с одной или двумя зрелыми микроРНК (-5p и -3p). Раньше всегда говорили, что один и тот же предшественник микроРНК генерирует одни и те же последовательности микроРНК. Однако появление глубокого секвенирования теперь позволило исследователям обнаружить огромную изменчивость в биогенезе микроРНК, а это означает, что из одного и того же предшественника микроРНК может быть создано множество различных последовательностей, потенциально имеющих разные мишени. ^{[ 4 ]}^{[ 2 ]}^{[ 5 ]} или даже привести к противоположным изменениям экспрессии мРНК. ^{[ 2 ]}

Биогенез

Появление секвенирования позволило ученым раскрыть огромный ландшафт новых микроРНК, расширить наши знания о вовлеченном в них биогенезе и обнаружить предполагаемые процессы посттранскрипционного редактирования в микроРНК, игнорируемые до сих пор. Эти процессы в основном генерируют вариации текущих микроРНК, которые аннотированы в miRBase на 3'- и 5'-концах, а также на второстепенных частотах - замены нуклеотидов по длине микроРНК. ^{[ 6 ]}^{[ 7 ]}^{[ 8 ]}^{[ 9 ]} Вариации в основном вызваны сдвигом Дроши и Дайцера в сайте расщепления, а также добавлением нуклеотидов на 3'-конце. ^{[ 10 ]} что приводит к появлению новых последовательностей, отличных от аннотированной микроРНК. Morin et al., 2008 назвал их «isomiR». IsomiRs хорошо известны у разных видов многоклеточных животных. ^{[ 11 ]}^{[ 12 ]}^{[ 13 ]}^{[ 14 ]}^{[ 15 ]} и впервые подробно описан в стволовых клетках человека и образцах человеческого мозга. ^{[ 8 ]}^{[ 9 ]} Более того, было доказано, что изомиР не вызываются деградацией РНК во время подготовки образцов для секвенирования следующего поколения. ^{[ 16 ]} Некоторые исследования пытались объяснить разнообразие микроРНК структурными основами предшественников, но без четких результатов. ^{[ 17 ]} Функциональность аденилирования или уридинилирования на 3'-конце (3'-присоединение изомиР) связана с изменениями стабильности микроРНК-3'-UTR. ^{[ 18 ]} Более того, дифференциальная экспрессия isomiRs была обнаружена во время развития у D. melanogaster и Hippoglossus hippoglossus L., что указывает на биологическую функцию. ^{[ 15 ]}^{[ 19 ]}

Варианты обрезки: возможны из-за небольших изменений Drosha и/или Dicer.
Добавление нуклеотидов: Wyman et al. ^{[ 20 ]} описали процесс добавления нуклеотидных трансфераз отдельных нуклеотидов к последовательностям микроРНК.
Нуклеотидная замена: существует огромный диапазон возможных изменений в таком событии, некоторые из них можно объяснить текущей аденозиндезаминазой, например, с A на G или с C на U, аналогично тому, что происходит в посттранскрипционного редактирования РНК событиях с участием мРНК. .

Ссылки

^ Морин, РД; О'Коннор, доктор медицины; Гриффит, М.; Кухенбауэр, Ф.; Делани, А.; Прабху, А.-Л.; Чжао, Ю.; Макдональд, Х.; Цзэн, Т.; Херст, М.; Ивз, CJ; Марра, Массачусетс (2008). «Применение массового параллельного секвенирования для профилирования и открытия микроРНК в эмбриональных стволовых клетках человека» . Геномные исследования . 18 (4): 610–621. дои : 10.1101/гр.7179508 . ПМК 2279248 . ПМИД 18285502 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с Телонис, Аристидис Г.; Лоэр, Филипп; Цзин, Йи; Лондон, Эрик; Ригуцос, Исидор (30 октября 2015 г.). «За пределами парадигмы «один локус — одна микроРНК»: изоформы микроРНК позволяют глубже понять гетерогенность рака молочной железы» . Исследования нуклеиновых кислот . 43 (19): 9158–9175. дои : 10.1093/нар/gkv922 . ISSN 1362-4962 . ПМК 4627084 . ПМИД 26400174 .
^ Лохер П., Лондон Э.Р., Ригуцос I (2014), «Профили экспрессии IsomiR в линиях лимфобластоидных клеток человека демонстрируют популяционную и гендерную зависимость», Oncotarget , 5 (18): 8790–802, doi : 10.18632/oncotarget.2405 , PMC 4226722 , ПМИД 25229428
^ Льоренс, Франк; Баньес-Коронель, Моника; Пантано, Лорена; дель Рио, Хосе Антонио; Феррер, Исидра; Эстивилл, Ксавье; Марти, Эулалия (15 февраля 2013 г.). «Высоковыраженная миР-101 isomiR представляет собой функциональную молчащую малую РНК» . БМК Геномика . 14 :104. дои : 10.1186/1471-2164-14-104 . ISSN 1471-2164 . ПМЦ 3751341 . ПМИД 23414127 .
^ Мерси, Оливье; Попа, Александра; Кавар, Амели; Паке, Агнес; Найт, Бенедикт; Понс, Николас; Магнон, Вирджиния; Зангари, Жозефина; Брест, Патрик; Сарагоси, Лора-Эммануэль; Понцио, Жиль; Лебриганд, Кевин; Барбри, Паскаль; Марсет, Брис (13 февраля 2017 г.). «Характеристика вариантов isomiR в семействе микроРНК-34/449» . Письма ФЭБС . 591 (5): 693–705. дои : 10.1002/1873-3468.12595 . ISSN 1873-3468 . ПМК 5363356 . ПМИД 28192603 .
^ Эбхардт, штат Калифорния; Цанг, Х.Х.; Дай, округ Колумбия; Лю, Ю.; Бостан, Б.; Фальман, Р.П. (2009). «Метаанализ небольших ошибок секвенирования РНК выявляет повсеместные посттранскрипционные модификации РНК» . Исследования нуклеиновых кислот . 37 (8): 2461–2470. дои : 10.1093/нар/gkp093 . ПМЦ 2677864 . ПМИД 19255090 .
^ Иида, К.; Джин, Х.; Чжу, Дж. К. (2009). «Биоинформатический анализ предполагает базовые модификации тРНК и микроРНК у Arabidopsis thaliana» . БМК Геномика . 10 :155. дои : 10.1186/1471-2164-10-155 . ПМЦ 2674459 . ПМИД 19358740 .
^ Jump up to: ^а ^б Пантано, Л.; Эстивилл, X.; Марти, Э. (2009). «SeqBuster, биоинформатический инструмент для обработки и анализа наборов данных малых РНК, выявляет повсеместные модификации микроРНК в эмбриональных клетках человека» . Исследования нуклеиновых кислот . 38 (5): е34. дои : 10.1093/nar/gkp1127 . ПМЦ 2836562 . ПМИД 20008100 .
^ Jump up to: ^а ^б Марти, Э.; Пантано, Л.; Баньес-Коронель, М.; Льоренс, Ф.; Миньонес-Мояно, Э.; Порта, С.; Сумой, Л.; Феррер, И.; Эстивилл, X. (2010). «Множество вариантов микроРНК в контрольных областях мозга и областях мозга, страдающих болезнью Хантингтона, обнаружено с помощью массового параллельного секвенирования» . Исследования нуклеиновых кислот . 38 (20): 7219–7235. дои : 10.1093/nar/gkq575 . ПМЦ 2978354 . ПМИД 20591823 .
^ Лу, С.; Вс, Ю.-Х.; Чанг, В.Л. (2009). «Аденилирование растительных микроРНК» . Исследования нуклеиновых кислот . 37 (6): 1878–1885. дои : 10.1093/нар/gkp031 . ПМЦ 2665221 . ПМИД 19188256 .
^ Рид, Дж. Г.; Нагараджа, АК; Линн, ФК; Драбек, РБ; Музный, ДМ; Шоу, Калифорния; Вайс, МК; Нагави, АО; Хан, М.; Чжу, Х.; Теннакун, Дж.; Гунаратне, Г.Х.; Корри, Д.Б.; Миллер, Дж.; Макманус, Монтана; немецкий, МС; Гиббс, РА; Мацук, ММ; Гунаратне, PH (2008). «Популяции микроРНК let-7 мыши демонстрируют редактирование РНК, которое ограничено в 5'-областях семени/расщепления/якоря и стабилизирует предсказанные дуплексы mmu-let-7a:мРНК» . Геномные исследования . 18 (10): 1571–1581. дои : 10.1101/гр.078246.108 . ПМК 2556275 . ПМИД 18614752 .
^ Лучано, диджей; Мирский, Х.; Вендетти, Нью-Джерси; Маас, С. (2004). «Редактирование РНК предшественника микроРНК» . РНК . 10 (8): 1174–1177. дои : 10.1261/rna.7350304 . ПМК 1370607 . ПМИД 15272117 .
^ Го, Л.; Лу, З. (2010). «Глобальный анализ экспрессии кластера и семейства генов микроРНК на основе изомиР из данных глубокого секвенирования». Вычислительная биология и химия . 34 (3): 165–171. doi : 10.1016/j.compbiolchem.2010.06.001 . ПМИД 20619743 .
^ Бреннеке, Дж.; Аравин А.А.; Старк, А.; Дус, М.; Келлис, М.; Сачиданандам, Р.; Хэннон, Дж.Дж. (2007). «Дискретные малые РНК-генерирующие локусы как главные регуляторы активности транспозонов у дрозофилы» (PDF) . Клетка . 128 (6): 1089–1103. дои : 10.1016/j.cell.2007.01.043 . ПМИД 17346786 . S2CID 2246942 .
^ Jump up to: ^а ^б Бизуайеху, ТТ; Лейнс, CFC; Фурманек, Т.; Карлсен, Бо; Фернандес, JMO; Йохансен, SD; Бабяк, И. (2012). «Дифференциальные закономерности экспрессии консервативных микроРНК и изомиР во время развития атлантического палтуса» . БМК Геномика . 13:11 . дои : 10.1186/1471-2164-13-11 . ПМК 3398304 . ПМИД 22233483 .
^ Ли, ЛВ; Чжан, С.; Этеридж, А.; Ма, Л.; Мартин, Д.; Галас, Д.; Ван, К. (2010). «Сложность репертуара микроРНК, выявленная с помощью секвенирования нового поколения» . РНК . 16 (11): 2170–2180. дои : 10.1261/rna.2225110 . ПМК 2957056 . ПМИД 20876832 .
^ Старега-Рослан Ю.; Крол, Дж.; Косцянска, Э.; Козловский П.; Шлачич, WJ; Собчак, К.; Кшизосиак, WJ (2010). «Структурные основы разнообразия длин микроРНК» . Исследования нуклеиновых кислот . 39 (1): 257–268. дои : 10.1093/нар/gkq727 . ПМК 3017592 . ПМИД 20739353 .
^ Берроуз, AM; Андо, Ю.; Де Хун, MJL; Томару, Ю.; Нишибу, Т.; Укекава, Р.; Фунакоши, Т.; Курокава, Т.; Сузуки, Х.; Хаяшизаки, Ю.; Дауб, Колорадо (2010). «Всесторонний обзор событий модификации 3'-миРНК животных и возможной роли 3'-аденилирования в модуляции эффективности нацеливания микроРНК» . Геномные исследования . 20 (10): 1398–1410. дои : 10.1101/гр.106054.110 . ПМЦ 2945189 . ПМИД 20719920 .
^ Фернандес-Вальверде, СЛ; Тафт, Р.Дж.; Маттик, Дж. С. (2010). «Динамическая регуляция изомиР в развитии дрозофилы» . РНК . 16 (10): 1881–1888. дои : 10.1261/rna.2379610 . ПМК 2941097 . ПМИД 20805289 .
^ Вайман, СК; Кнуф, ЕС; Паркин, РК; Фриц, БР; Лин, Д.В.; Деннис, LM; Крауз, Массачусетс; Вебстер, ПиДжей; Тевари, М. (2011). «Посттранскрипционная генерация вариантов микроРНК с помощью множественных нуклеотидилтрансфераз способствует усложнению транскриптома микроРНК» . Геномные исследования . 21 (9): 1450–1461. дои : 10.1101/гр.118059.110 . ПМК 3166830 . ПМИД 21813625 .

Внешние ссылки

miRBase

[morin-1] Морин, РД; О'Коннор, доктор медицины; Гриффит, М.; Кухенбауэр, Ф.; Делани, А.; Прабху, А.-Л.; Чжао, Ю.; Макдональд, Х.; Цзэн, Т.; Херст, М.; Ивз, CJ; Марра, Массачусетс (2008). «Применение массового параллельного секвенирования для профилирования и открытия микроРНК в эмбриональных стволовых клетках человека» . Геномные исследования . 18 (4): 610–621. дои : 10.1101/гр.7179508 . ПМК 2279248 . ПМИД 18285502 .

[:0-2] Jump up to: ^а ^б ^с Телонис, Аристидис Г.; Лоэр, Филипп; Цзин, Йи; Лондон, Эрик; Ригуцос, Исидор (30 октября 2015 г.). «За пределами парадигмы «один локус — одна микроРНК»: изоформы микроРНК позволяют глубже понять гетерогенность рака молочной железы» . Исследования нуклеиновых кислот . 43 (19): 9158–9175. дои : 10.1093/нар/gkv922 . ISSN 1362-4962 . ПМК 4627084 . ПМИД 26400174 .

[3] Лохер П., Лондон Э.Р., Ригуцос I (2014), «Профили экспрессии IsomiR в линиях лимфобластоидных клеток человека демонстрируют популяционную и гендерную зависимость», Oncotarget , 5 (18): 8790–802, doi : 10.18632/oncotarget.2405 , PMC 4226722 , ПМИД 25229428

[4] Льоренс, Франк; Баньес-Коронель, Моника; Пантано, Лорена; дель Рио, Хосе Антонио; Феррер, Исидра; Эстивилл, Ксавье; Марти, Эулалия (15 февраля 2013 г.). «Высоковыраженная миР-101 isomiR представляет собой функциональную молчащую малую РНК» . БМК Геномика . 14 :104. дои : 10.1186/1471-2164-14-104 . ISSN 1471-2164 . ПМЦ 3751341 . ПМИД 23414127 .

[5] Мерси, Оливье; Попа, Александра; Кавар, Амели; Паке, Агнес; Найт, Бенедикт; Понс, Николас; Магнон, Вирджиния; Зангари, Жозефина; Брест, Патрик; Сарагоси, Лора-Эммануэль; Понцио, Жиль; Лебриганд, Кевин; Барбри, Паскаль; Марсет, Брис (13 февраля 2017 г.). «Характеристика вариантов isomiR в семействе микроРНК-34/449» . Письма ФЭБС . 591 (5): 693–705. дои : 10.1002/1873-3468.12595 . ISSN 1873-3468 . ПМК 5363356 . ПМИД 28192603 .

[ebhardt-6] Эбхардт, штат Калифорния; Цанг, Х.Х.; Дай, округ Колумбия; Лю, Ю.; Бостан, Б.; Фальман, Р.П. (2009). «Метаанализ небольших ошибок секвенирования РНК выявляет повсеместные посттранскрипционные модификации РНК» . Исследования нуклеиновых кислот . 37 (8): 2461–2470. дои : 10.1093/нар/gkp093 . ПМЦ 2677864 . ПМИД 19255090 .

[lida-7] Иида, К.; Джин, Х.; Чжу, Дж. К. (2009). «Биоинформатический анализ предполагает базовые модификации тРНК и микроРНК у Arabidopsis thaliana» . БМК Геномика . 10 :155. дои : 10.1186/1471-2164-10-155 . ПМЦ 2674459 . ПМИД 19358740 .

[pantano-8] Jump up to: ^а ^б Пантано, Л.; Эстивилл, X.; Марти, Э. (2009). «SeqBuster, биоинформатический инструмент для обработки и анализа наборов данных малых РНК, выявляет повсеместные модификации микроРНК в эмбриональных клетках человека» . Исследования нуклеиновых кислот . 38 (5): е34. дои : 10.1093/nar/gkp1127 . ПМЦ 2836562 . ПМИД 20008100 .

[marti-9] Jump up to: ^а ^б Марти, Э.; Пантано, Л.; Баньес-Коронель, М.; Льоренс, Ф.; Миньонес-Мояно, Э.; Порта, С.; Сумой, Л.; Феррер, И.; Эстивилл, X. (2010). «Множество вариантов микроРНК в контрольных областях мозга и областях мозга, страдающих болезнью Хантингтона, обнаружено с помощью массового параллельного секвенирования» . Исследования нуклеиновых кислот . 38 (20): 7219–7235. дои : 10.1093/nar/gkq575 . ПМЦ 2978354 . ПМИД 20591823 .

[lu-10] Лу, С.; Вс, Ю.-Х.; Чанг, В.Л. (2009). «Аденилирование растительных микроРНК» . Исследования нуклеиновых кислот . 37 (6): 1878–1885. дои : 10.1093/нар/gkp031 . ПМЦ 2665221 . ПМИД 19188256 .

[reid-11] Рид, Дж. Г.; Нагараджа, АК; Линн, ФК; Драбек, РБ; Музный, ДМ; Шоу, Калифорния; Вайс, МК; Нагави, АО; Хан, М.; Чжу, Х.; Теннакун, Дж.; Гунаратне, Г.Х.; Корри, Д.Б.; Миллер, Дж.; Макманус, Монтана; немецкий, МС; Гиббс, РА; Мацук, ММ; Гунаратне, PH (2008). «Популяции микроРНК let-7 мыши демонстрируют редактирование РНК, которое ограничено в 5'-областях семени/расщепления/якоря и стабилизирует предсказанные дуплексы mmu-let-7a:мРНК» . Геномные исследования . 18 (10): 1571–1581. дои : 10.1101/гр.078246.108 . ПМК 2556275 . ПМИД 18614752 .

[luciano-12] Лучано, диджей; Мирский, Х.; Вендетти, Нью-Джерси; Маас, С. (2004). «Редактирование РНК предшественника микроРНК» . РНК . 10 (8): 1174–1177. дои : 10.1261/rna.7350304 . ПМК 1370607 . ПМИД 15272117 .

[guo-13] Го, Л.; Лу, З. (2010). «Глобальный анализ экспрессии кластера и семейства генов микроРНК на основе изомиР из данных глубокого секвенирования». Вычислительная биология и химия . 34 (3): 165–171. doi : 10.1016/j.compbiolchem.2010.06.001 . ПМИД 20619743 .

[brennecke-14] Бреннеке, Дж.; Аравин А.А.; Старк, А.; Дус, М.; Келлис, М.; Сачиданандам, Р.; Хэннон, Дж.Дж. (2007). «Дискретные малые РНК-генерирующие локусы как главные регуляторы активности транспозонов у дрозофилы» (PDF) . Клетка . 128 (6): 1089–1103. дои : 10.1016/j.cell.2007.01.043 . ПМИД 17346786 . S2CID 2246942 .

[bizuayehu-15] Jump up to: ^а ^б Бизуайеху, ТТ; Лейнс, CFC; Фурманек, Т.; Карлсен, Бо; Фернандес, JMO; Йохансен, SD; Бабяк, И. (2012). «Дифференциальные закономерности экспрессии консервативных микроРНК и изомиР во время развития атлантического палтуса» . БМК Геномика . 13:11 . дои : 10.1186/1471-2164-13-11 . ПМК 3398304 . ПМИД 22233483 .

[lee-16] Ли, ЛВ; Чжан, С.; Этеридж, А.; Ма, Л.; Мартин, Д.; Галас, Д.; Ван, К. (2010). «Сложность репертуара микроРНК, выявленная с помощью секвенирования нового поколения» . РНК . 16 (11): 2170–2180. дои : 10.1261/rna.2225110 . ПМК 2957056 . ПМИД 20876832 .

[starega-17] Старега-Рослан Ю.; Крол, Дж.; Косцянска, Э.; Козловский П.; Шлачич, WJ; Собчак, К.; Кшизосиак, WJ (2010). «Структурные основы разнообразия длин микроРНК» . Исследования нуклеиновых кислот . 39 (1): 257–268. дои : 10.1093/нар/gkq727 . ПМК 3017592 . ПМИД 20739353 .

[burroughs-18] Берроуз, AM; Андо, Ю.; Де Хун, MJL; Томару, Ю.; Нишибу, Т.; Укекава, Р.; Фунакоши, Т.; Курокава, Т.; Сузуки, Х.; Хаяшизаки, Ю.; Дауб, Колорадо (2010). «Всесторонний обзор событий модификации 3'-миРНК животных и возможной роли 3'-аденилирования в модуляции эффективности нацеливания микроРНК» . Геномные исследования . 20 (10): 1398–1410. дои : 10.1101/гр.106054.110 . ПМЦ 2945189 . ПМИД 20719920 .

[Fernandez-19] Фернандес-Вальверде, СЛ; Тафт, Р.Дж.; Маттик, Дж. С. (2010). «Динамическая регуляция изомиР в развитии дрозофилы» . РНК . 16 (10): 1881–1888. дои : 10.1261/rna.2379610 . ПМК 2941097 . ПМИД 20805289 .

[wyman-20] Вайман, СК; Кнуф, ЕС; Паркин, РК; Фриц, БР; Лин, Д.В.; Деннис, LM; Крауз, Массачусетс; Вебстер, ПиДжей; Тевари, М. (2011). «Посттранскрипционная генерация вариантов микроРНК с помощью множественных нуклеотидилтрансфераз способствует усложнению транскриптома микроРНК» . Геномные исследования . 21 (9): 1450–1461. дои : 10.1101/гр.118059.110 . ПМК 3166830 . ПМИД 21813625 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 17 ]

[ 18 ]

[ 19 ]

[ 20 ]