Угорный

Вариации от эталонной последовательности, обнаруженной в изомирах

Изомиры (от изо- + miR ) представляют собой последовательности miRNA, которые имеют изменения относительно эталонной последовательности. Термин был придуман Морин и др . В 2008 году. ^{[ 1 ]} Было обнаружено, что профили экспрессии изомира также могут демонстрировать расу, население и гендерные зависимости. ^{[ 2 ]}^{[ 3 ]}

Есть четыре основных типа вариаций:

5 'Trumming - 5 -' сайт нагрузки вверх по течению или вниз по течению от эталонной последовательности miRNA
3 'Trumming - 3' сайт нагрузки вверх по течению или вниз по течению от эталонной последовательности miRNA
3 'добавление нуклеотидов - на 3 -' конец эталонной miRNA добавлено на 3 '
Нуклеотидная замена - целеустремления изменяются от предшественника miRNA. Считается, что это может быть аналогичным процессом, чем посттранскрипционные модификации.

Открытие

miRBase is considered to be the gold-standard miRNA database—it stores miRNA sequences detected by thousand of experiments. In this database each miRNA is associated with a miRNA precursor and with one or two mature miRNA (-5p and -3p). In the past it had always been said that the same miRNA precursor generates the same miRNA sequences. However, the advent of deep sequencing has now allowed researchers to detect a huge variability in miRNA biogenesis, meaning that from the same miRNA precursor many different sequences can be generated potentially have different targets,^[4]^[2]^[5] or even lead to opposite changes in mRNA expression.^[2]

Biogenesis

The advent of sequencing has permitted scientists to elucidate a huge landscape of new miRNAs, to increase our knowledge of the biogenesis involved and to discover putative post-transcriptional editing processes in miRNAs ignored until now. These processes mostly generate variations of the current miRNAs that are annotated in miRBase in the 3' and 5' terminus and in minor frequencies, nucleotide substitution along the miRNA length.^[6]^[7]^[8]^[9] The variations are mainly generated by a shift of Drosha and Dicer in the cleavage site, but also by nucleotide additions at the 3'-end,^[10] resulting in new sequences different from the annotated miRNA. These were named "isomiRs" by Morin et al., 2008. IsomiRs have been well established along different species in metazoa^[11]^[12]^[13]^[14]^[15] and deeply described for the first time in human stem cells and human brain samples.^[8]^[9] Moreover, it has been proven that isomiRs are not caused by RNA degradation during sample preparation for next generation sequencing.^[16] Some studies have tried to explain the miRNA diversity by structural bases of precursors but without clear results.^[17] The functionality of adenylation or uridynilation at the 3'end (3'addition isomiRs) has been related to alterations in the miRNA-3'-UTR stability.^[18] Furthermore, differential expression of isomiRs has been detected during development in D. melanogaster and Hippoglossus hippoglossus L., suggesting a biological function.^[15]^[19]

Trimming variants: these are possible due to slight variations by Drosha and/or Dicer
Nucleotide addition: Wyman et al.^[20] have described the process of nucleotide transferases adding individual nucleotides to miRNA sequences
Nucleotide substitution: there is a huge range of possible changes in such an event, some of them can be explained by current Adenosine_deaminase like A to G or C to U, in a similar way to what happens in post-transcriptional RNA editing events involving mRNA.

References

^ Morin, R. D.; O'Connor, M. D.; Griffith, M.; Kuchenbauer, F.; Delaney, A.; Prabhu, A. -L.; Zhao, Y.; McDonald, H.; Zeng, T.; Hirst, M.; Eaves, C. J.; Marra, M. A. (2008). "Application of massively parallel sequencing to microRNA profiling and discovery in human embryonic stem cells". Genome Research. 18 (4): 610–621. doi:10.1101/gr.7179508. PMC 2279248. PMID 18285502.
^ Jump up to: ^a ^b ^c Telonis, Aristeidis G.; Loher, Phillipe; Jing, Yi; Londin, Eric; Rigoutsos, Isidore (2015-10-30). "Beyond the one-locus-one-miRNA paradigm: microRNA isoforms enable deeper insights into breast cancer heterogeneity". Nucleic Acids Research. 43 (19): 9158–9175. doi:10.1093/nar/gkv922. ISSN 1362-4962. PMC 4627084. PMID 26400174.
^ Loher P, Londin ER, Rigoutsos I (2014), "IsomiR Expression Profiles in Human Lymphoblastoid Cell Lines Exhibit Population and Gender Dependencies.", Oncotarget, 5 (18): 8790–802, doi:10.18632/oncotarget.2405, PMC 4226722, PMID 25229428
^ Llorens, Franc; Bañez-Coronel, Mónica; Pantano, Lorena; del Río, Jose Antonio; Ferrer, Isidre; Estivill, Xavier; Martí, Eulàlia (2013-02-15). "A highly expressed miR-101 isomiR is a functional silencing small RNA". BMC Genomics. 14: 104. doi:10.1186/1471-2164-14-104. ISSN 1471-2164. PMC 3751341. PMID 23414127.
^ Mercey, Olivier; Popa, Alexandra; Cavard, Amélie; Paquet, Agnès; Chevalier, Benoît; Pons, Nicolas; Magnone, Virginie; Zangari, Joséphine; Brest, Patrick; Zaragosi, Laure-Emmanuelle; Ponzio, Gilles; Lebrigand, Kevin; Barbry, Pascal; Marcet, Brice (2017-02-13). "Characterizing isomiR variants within the microRNA-34/449 family". FEBS Letters. 591 (5): 693–705. doi:10.1002/1873-3468.12595. ISSN 1873-3468. PMC 5363356. PMID 28192603.
^ Ebhardt, H. A.; Tsang, H. H.; Dai, D. C.; Liu, Y.; Bostan, B.; Fahlman, R. P. (2009). "Meta-analysis of small RNA-sequencing errors reveals ubiquitous post-transcriptional RNA modifications". Nucleic Acids Research. 37 (8): 2461–2470. doi:10.1093/nar/gkp093. PMC 2677864. PMID 19255090.
^ Iida, K.; Jin, H.; Zhu, J. K. (2009). "Bioinformatics analysis suggests base modifications of tRNAs and miRNAs in Arabidopsis thaliana". BMC Genomics. 10: 155. doi:10.1186/1471-2164-10-155. PMC 2674459. PMID 19358740.
^ Jump up to: ^a ^b Pantano, L.; Estivill, X.; Marti, E. (2009). "SeqBuster, a bioinformatic tool for the processing and analysis of small RNAs datasets, reveals ubiquitous miRNA modifications in human embryonic cells". Nucleic Acids Research. 38 (5): e34. doi:10.1093/nar/gkp1127. PMC 2836562. PMID 20008100.
^ Jump up to: ^a ^b Marti, E.; Pantano, L.; Bañez-Coronel, M.; Llorens, F.; Miñones-Moyano, E.; Porta, S.; Sumoy, L.; Ferrer, I.; Estivill, X. (2010). "A myriad of miRNA variants in control and Huntington's disease brain regions detected by massively parallel sequencing". Nucleic Acids Research. 38 (20): 7219–7235. doi:10.1093/nar/gkq575. PMC 2978354. PMID 20591823.
^ Lu, S.; Sun, Y. -H.; Chiang, V. L. (2009). "Adenylation of plant miRNAs". Nucleic Acids Research. 37 (6): 1878–1885. doi:10.1093/nar/gkp031. PMC 2665221. PMID 19188256.
^ Reid, J. G.; Nagaraja, A. K.; Lynn, F. C.; Drabek, R. B.; Muzny, D. M.; Shaw, C. A.; Weiss, M. K.; Naghavi, A. O.; Khan, M.; Zhu, H.; Tennakoon, J.; Gunaratne, G. H.; Corry, D. B.; Miller, J.; McManus, M. T.; German, M. S.; Gibbs, R. A.; Matzuk, M. M.; Gunaratne, P. H. (2008). "Mouse let-7 miRNA populations exhibit RNA editing that is constrained in the 5′-seed/ cleavage/anchor regions and stabilize predicted mmu-let-7a:mRNA duplexes". Genome Research. 18 (10): 1571–1581. doi:10.1101/gr.078246.108. PMC 2556275. PMID 18614752.
^ Luciano, D. J.; Mirsky, H.; Vendetti, N. J.; Maas, S. (2004). "RNA editing of a miRNA precursor". RNA. 10 (8): 1174–1177. doi:10.1261/rna.7350304. PMC 1370607. PMID 15272117.
^ Guo, L.; Lu, Z. (2010). "Global expression analysis of miRNA gene cluster and family based on isomiRs from deep sequencing data". Computational Biology and Chemistry. 34 (3): 165–171. doi:10.1016/j.compbiolchem.2010.06.001. PMID 20619743.
^ Brennecke, J.; Aravin, A. A.; Stark, A.; Dus, M.; Kellis, M.; Sachidanandam, R.; Hannon, G. J. (2007). "Discrete Small RNA-Generating Loci as Master Regulators of Transposon Activity in Drosophila" (PDF). Cell. 128 (6): 1089–1103. doi:10.1016/j.cell.2007.01.043. PMID 17346786. S2CID 2246942.
^ Jump up to: ^a ^b Bizuayehu, T. T.; Lanes, C. F. C.; Furmanek, T.; Karlsen, B. O.; Fernandes, J. M. O.; Johansen, S. D.; Babiak, I. (2012). "Differential expression patterns of conserved miRNAs and isomiRs during Atlantic halibut development". BMC Genomics. 13: 11. doi:10.1186/1471-2164-13-11. PMC 3398304. PMID 22233483.
^ Ли, LW; Zhang, S.; Etheridge, A.; MA, L.; Мартин, Д.; Галас, D.; Ван, К. (2010). «Сложность репертуара микроРНК, выявленная последовательностью следующего поколения» . РНК . 16 (11): 2170–2180. doi : 10.1261/rna.2225110 . PMC 2957056 . PMID 20876832 .
^ Starga-Roslan, J.; Krol, J.; Koscianka, E.; Козловский, P.; Дворянин, бывший; Sobczak, K.; Кшизосиак, WJ (2010). «Структурная основа разнообразия длины микроРНК» . Исследование нуклеиновых кислот . 39 (1): 257–268. Doi : 10.1093/nar/gkq727 . PMC 3017592 . PMID 20739353 .
^ Берроуз, Ам; Ando, y.; Де Хун, MJL; Tomaru, Y.; Nishibu, T.; Ukekawa, R.; Funakoshi, T.; Kurokawa, T.; Suzuki, H.; Hayashizaki, Y.; Daub, CO (2010). «Комплексное обследование 3' -модификационных событий miRNA животных и возможная роль 3' -аденилирования в модуляции эффективности нацеливания на miRNA» . Исследование генома . 20 (10): 1398–1410. doi : 10.1101/gr.106054.110 . PMC 2945189 . PMID 20719920 .
^ Фернандес-Валверде, SL; Тафт, RJ; Mattick, JS (2010). «Динамическая регуляция изомира при развитии дрозофилы» . РНК . 16 (10): 1881–1888. doi : 10.1261/rna.2379610 . PMC 2941097 . PMID 20805289 .
^ Wyman, SK; Knouf, EC; Паркин, RK; Фриц, Бр; Лин, DW; Деннис, LM; Круз, Массачусетс; Вебстер, PJ; Tewari, M. (2011). «Посттранскрипционная генерация вариантов miRNA с помощью множественных нуклеотидилтрансфераз способствует сложности транскриптома miRNA» . Исследование генома . 21 (9): 1450–1461. doi : 10.1101/gr.118059.110 . PMC 3166830 . PMID 21813625 .

Внешние ссылки

mirbase

[morin-1] Morin, R. D.; O'Connor, M. D.; Griffith, M.; Kuchenbauer, F.; Delaney, A.; Prabhu, A. -L.; Zhao, Y.; McDonald, H.; Zeng, T.; Hirst, M.; Eaves, C. J.; Marra, M. A. (2008). "Application of massively parallel sequencing to microRNA profiling and discovery in human embryonic stem cells". Genome Research. 18 (4): 610–621. doi:10.1101/gr.7179508. PMC 2279248. PMID 18285502.

[:0-2] Jump up to: ^a ^b ^c Telonis, Aristeidis G.; Loher, Phillipe; Jing, Yi; Londin, Eric; Rigoutsos, Isidore (2015-10-30). "Beyond the one-locus-one-miRNA paradigm: microRNA isoforms enable deeper insights into breast cancer heterogeneity". Nucleic Acids Research. 43 (19): 9158–9175. doi:10.1093/nar/gkv922. ISSN 1362-4962. PMC 4627084. PMID 26400174.

[3] Loher P, Londin ER, Rigoutsos I (2014), "IsomiR Expression Profiles in Human Lymphoblastoid Cell Lines Exhibit Population and Gender Dependencies.", Oncotarget, 5 (18): 8790–802, doi:10.18632/oncotarget.2405, PMC 4226722, PMID 25229428

[4] Llorens, Franc; Bañez-Coronel, Mónica; Pantano, Lorena; del Río, Jose Antonio; Ferrer, Isidre; Estivill, Xavier; Martí, Eulàlia (2013-02-15). "A highly expressed miR-101 isomiR is a functional silencing small RNA". BMC Genomics. 14: 104. doi:10.1186/1471-2164-14-104. ISSN 1471-2164. PMC 3751341. PMID 23414127.

[5] Mercey, Olivier; Popa, Alexandra; Cavard, Amélie; Paquet, Agnès; Chevalier, Benoît; Pons, Nicolas; Magnone, Virginie; Zangari, Joséphine; Brest, Patrick; Zaragosi, Laure-Emmanuelle; Ponzio, Gilles; Lebrigand, Kevin; Barbry, Pascal; Marcet, Brice (2017-02-13). "Characterizing isomiR variants within the microRNA-34/449 family". FEBS Letters. 591 (5): 693–705. doi:10.1002/1873-3468.12595. ISSN 1873-3468. PMC 5363356. PMID 28192603.

[ebhardt-6] Ebhardt, H. A.; Tsang, H. H.; Dai, D. C.; Liu, Y.; Bostan, B.; Fahlman, R. P. (2009). "Meta-analysis of small RNA-sequencing errors reveals ubiquitous post-transcriptional RNA modifications". Nucleic Acids Research. 37 (8): 2461–2470. doi:10.1093/nar/gkp093. PMC 2677864. PMID 19255090.

[lida-7] Iida, K.; Jin, H.; Zhu, J. K. (2009). "Bioinformatics analysis suggests base modifications of tRNAs and miRNAs in Arabidopsis thaliana". BMC Genomics. 10: 155. doi:10.1186/1471-2164-10-155. PMC 2674459. PMID 19358740.

[pantano-8] Jump up to: ^a ^b Pantano, L.; Estivill, X.; Marti, E. (2009). "SeqBuster, a bioinformatic tool for the processing and analysis of small RNAs datasets, reveals ubiquitous miRNA modifications in human embryonic cells". Nucleic Acids Research. 38 (5): e34. doi:10.1093/nar/gkp1127. PMC 2836562. PMID 20008100.

[marti-9] Jump up to: ^a ^b Marti, E.; Pantano, L.; Bañez-Coronel, M.; Llorens, F.; Miñones-Moyano, E.; Porta, S.; Sumoy, L.; Ferrer, I.; Estivill, X. (2010). "A myriad of miRNA variants in control and Huntington's disease brain regions detected by massively parallel sequencing". Nucleic Acids Research. 38 (20): 7219–7235. doi:10.1093/nar/gkq575. PMC 2978354. PMID 20591823.

[lu-10] Lu, S.; Sun, Y. -H.; Chiang, V. L. (2009). "Adenylation of plant miRNAs". Nucleic Acids Research. 37 (6): 1878–1885. doi:10.1093/nar/gkp031. PMC 2665221. PMID 19188256.

[reid-11] Reid, J. G.; Nagaraja, A. K.; Lynn, F. C.; Drabek, R. B.; Muzny, D. M.; Shaw, C. A.; Weiss, M. K.; Naghavi, A. O.; Khan, M.; Zhu, H.; Tennakoon, J.; Gunaratne, G. H.; Corry, D. B.; Miller, J.; McManus, M. T.; German, M. S.; Gibbs, R. A.; Matzuk, M. M.; Gunaratne, P. H. (2008). "Mouse let-7 miRNA populations exhibit RNA editing that is constrained in the 5′-seed/ cleavage/anchor regions and stabilize predicted mmu-let-7a:mRNA duplexes". Genome Research. 18 (10): 1571–1581. doi:10.1101/gr.078246.108. PMC 2556275. PMID 18614752.

[luciano-12] Luciano, D. J.; Mirsky, H.; Vendetti, N. J.; Maas, S. (2004). "RNA editing of a miRNA precursor". RNA. 10 (8): 1174–1177. doi:10.1261/rna.7350304. PMC 1370607. PMID 15272117.

[guo-13] Guo, L.; Lu, Z. (2010). "Global expression analysis of miRNA gene cluster and family based on isomiRs from deep sequencing data". Computational Biology and Chemistry. 34 (3): 165–171. doi:10.1016/j.compbiolchem.2010.06.001. PMID 20619743.

[brennecke-14] Brennecke, J.; Aravin, A. A.; Stark, A.; Dus, M.; Kellis, M.; Sachidanandam, R.; Hannon, G. J. (2007). "Discrete Small RNA-Generating Loci as Master Regulators of Transposon Activity in Drosophila" (PDF). Cell. 128 (6): 1089–1103. doi:10.1016/j.cell.2007.01.043. PMID 17346786. S2CID 2246942.

[bizuayehu-15] Jump up to: ^a ^b Bizuayehu, T. T.; Lanes, C. F. C.; Furmanek, T.; Karlsen, B. O.; Fernandes, J. M. O.; Johansen, S. D.; Babiak, I. (2012). "Differential expression patterns of conserved miRNAs and isomiRs during Atlantic halibut development". BMC Genomics. 13: 11. doi:10.1186/1471-2164-13-11. PMC 3398304. PMID 22233483.

[lee-16] Ли, LW; Zhang, S.; Etheridge, A.; MA, L.; Мартин, Д.; Галас, D.; Ван, К. (2010). «Сложность репертуара микроРНК, выявленная последовательностью следующего поколения» . РНК . 16 (11): 2170–2180. doi : 10.1261/rna.2225110 . PMC 2957056 . PMID 20876832 .

[starega-17] Starga-Roslan, J.; Krol, J.; Koscianka, E.; Козловский, P.; Дворянин, бывший; Sobczak, K.; Кшизосиак, WJ (2010). «Структурная основа разнообразия длины микроРНК» . Исследование нуклеиновых кислот . 39 (1): 257–268. Doi : 10.1093/nar/gkq727 . PMC 3017592 . PMID 20739353 .

[burroughs-18] Берроуз, Ам; Ando, y.; Де Хун, MJL; Tomaru, Y.; Nishibu, T.; Ukekawa, R.; Funakoshi, T.; Kurokawa, T.; Suzuki, H.; Hayashizaki, Y.; Daub, CO (2010). «Комплексное обследование 3' -модификационных событий miRNA животных и возможная роль 3' -аденилирования в модуляции эффективности нацеливания на miRNA» . Исследование генома . 20 (10): 1398–1410. doi : 10.1101/gr.106054.110 . PMC 2945189 . PMID 20719920 .

[Fernandez-19] Фернандес-Валверде, SL; Тафт, RJ; Mattick, JS (2010). «Динамическая регуляция изомира при развитии дрозофилы» . РНК . 16 (10): 1881–1888. doi : 10.1261/rna.2379610 . PMC 2941097 . PMID 20805289 .

[wyman-20] Wyman, SK; Knouf, EC; Паркин, RK; Фриц, Бр; Лин, DW; Деннис, LM; Круз, Массачусетс; Вебстер, PJ; Tewari, M. (2011). «Посттранскрипционная генерация вариантов miRNA с помощью множественных нуклеотидилтрансфераз способствует сложности транскриптома miRNA» . Исследование генома . 21 (9): 1450–1461. doi : 10.1101/gr.118059.110 . PMC 3166830 . PMID 21813625 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]

[20]