Предсказывание сайтов связывания miRNA В CDS mRNA генов имеющих тринуклеотидные повторы
DOI:
https://doi.org/10.26577/eb-2019-2-1422Аннотация
В изучении болезней и физиологии человека функция miRNA расширяется, однако роль miRNA при нарушениях, связанных с нуклеотидными повторами, остается неопределенной. Нарушения нуклеотидных повторов представляют собой группу доминантно наследуемых неврологических заболеваний, которые неизлечимы и в конечном итоге приводят к летальному исходу. Следовательно, необходимо выявить, какие гены-кандидаты заболеваний, связанных с нуклеотидными повторами и в какой степени могут взаимодействовать с miRNA. В связи с этим, мы представляем результаты по предполагаемым взаимодействиям 2567 miRNA с mRNA 102 генов-кандидатов, имеющих нуклеотидные повторы, полученные с использованием программы MirTarget. Показаны сайты связывания miRNA в mRNA CDS 36 генов из 102 генов-кандидатов с нуклеотидными повторами. Среди miRNA, связывающихся с высокой энергией взаимодействия с генами, имеющих нуклеотидные повторы, мы выбрали пять miRNA, которые имеют сайты связывания для двух или более генов: miR-3656 (ARX, EP400, HTT, NCOR2); miR-3960 (ARX, CACNA1I, HTT); miR-1322 (ATN, EP400, GIGYF2, HTT, NCOR2); miR-1281 (CACNA1I, HRC, HTT); miR-4279 (CACNA1I, NCOR2). Установлено, что рассматриваемые сайты связывания miRNA расположены в основном в областях, имеющих повторы CAG, GCG, GAG. Известно, что неврологические расстройства вызваны повышенным количеством повторов CAG, GCG, GAG, обычно в кодирующих областях других неродственных белков. Лучшее понимание специфичности взаимодействия miRNA и генов обещает более детально рассмотреть патогенные пути нарушений экспансии тринуклеотидных повторов.
Ключевые слова: miRNA, mRNA, кодирующая последовательность, сайт связывания, тринуклеотидный повтор.
Библиографические ссылки
2. MarzenaW., Wlodzimierz J. CAG repeat RNA as an auxiliary toxic agent in polyglutamine disorders // RNA Biology. – 2011. – Vol. 8.4.- P.565-571.
3. Liquori C.L., Ricker K., Moseley M.L., Jacobsen J.F., Kress W., Naylor S.L. Myotonic dystrophy type 2 caused by a CCTG expansion in intron 1 of ZNF9 // Science. – 2001. – Vol. 293. 864-867.
4. Matsuura T., Fang P., Lin X., Khajavi M., Tsuji K., Rasmussen A. Somatic and germline instability of the ATTCT repeat in spinocerebellar ataxia type 10 // American Journal of Human Genetics. – 2004. – Vol. 74(6). – P. 1216–1224.
5. Gohel D., Sripada L., Prajapati P., Singh K., Roy M., Kotadia D., Tassone F., Charlet-Berguerand N., Singh R. FMR poly G alters mitochondrial transcripts level and respiratory chain complex assembly in Fragile X associated tremor/ataxia syndrome FXTAS // Biochim Biophys Acta Mol Basis Dis. - 2019. – Vol. 0925-4439 (19). – P. 30062-6.
6. Maureen A., Leehey, M.D. Fragile X-associated Tremor/Ataxia Syndrome (FXTAS) // Clinical Phenotype, Diagnosis and Treatment. - 2009; - Vol.57(8). – P. 830–836.
7. Patrick A., Marc S. Applied RNAi From Fundamental Research to Therapeutic Applications // Antiviral Gene Therapy Research Unit, School of Pathology.– 2014. - ISBN 978-1-908230-67-6.
8. Danny B., Catherine L., Cyntia B., Guillaume T., Julie M., Xavier R. An Out-of-frame Overlapping Reading Frame in the Ataxin-1 Coding Sequence Encodes a Novel Ataxin-1 Interacting Protein // J Biol Chem. – 2013. – Vol. 288 (30). – P. 21824–21835.
9. Aaron M., Carrie S., Austin F., Orion R., Marija C., Brain D. Neurotrophic Factor (BDNF) Delays Onset of Pathogenesis in Transgenic Mouse Model of Spinocerebellar Ataxia Type 1 (SCA1) // Front Cell Neurosci. – 2018. – Vol.12.– PMC. 6348256.
10. Simon C., Alexandre M., Anna R., Jeffrey B., Stefanie L. CAG Expansion in the Huntington Disease Gene Is Associated with a Specific and Targetable Predisposing Haplogroup // Am J Hum Genet. – 2009. – Vol. 84 (3). – P. 351–366.
11. Kushal J. Keith T. RNA biology of disease-associated micro satellite repeat expansions // Rohilla and Gagnon Acta Neuropathological Communications. – 2017. – Vol.5:63.–doi. 10.1186/s40478-017-0468-y.
12. Dumitrescu L., Popescu B.O. MicroRNAs in CAG trinucleotide repeat expansion disorders // an integrated review of the literature. – 2015. - Vol.14(2). – P. 176-93
13. Helen B., Cynthia T., MurrayA. Brief History of Triplet Repeat Diseases // Methods Mol Biol. – 2013. – Vol. 1010. – P. 3-17.
14. Chen, P.S., Su J.L., Hung, M.C. Dysregulation of microRNAs in cancer // Journal of Biomedical Science. -2012. - doi: 10.1186/1423-0127-19-90.
15. Cary N., Keisuke I. A. Macro View of MicroRNAs: The Discovery of MicroRNAs and Their Role in Hematopoiesis and Hematologic Disease // Int Rev Cell Mol Biol. – 2017. - Vol.334. – P. 99 –175.
16. Ivashchenko A., Niyazova R. MicroRNA. Function, properties, application // Ed. KazNU. - 2016. - ISBN 9786010423855. – P. 317.
17. Cann C., Holohan E.E., Das S., Dervan A., Larkin A., Lee J.A. Rodrigues V., Parker R., Ramaswami M. The Ataxin-2 protein is required for microRNA function and synapse-specific long-term olfactory habituation // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. – 2011. – Vol. 108. - P.655–662.
18. Ivashchenko A.T., Pyrkova A.Y., Niyazova R.Y. Prediction of miRNA binding sites in mRNA // Bioinformation. – 2016. – Vol. 12. – P. 237-240.
19. Kool E.T. Hydrogen bonding, base stacking, and steric effects in DNA replication // Annual Review of Biophysics and Biomolecular Structure. – 2001. Vol. 30. – P. 1–22.
20. Wanker E.E., Protein aggregation and pathogenesis of Huntington’s disease: mechanisms and correlations // Biol. Chem. – 2000. –Vol. 381. - P. 937–942.
21. Gusella J.F., MacDonald M.E. Molecular genetics: unmasking polyglutamine triggers in neurodegenerative disease // Nature Rev. Neurosci. – 2000. – Vol. 1.– P. 109–115.
22. Scherzinger E., Sittler A., Schweiger K., Heiser V., Lurz R., Hasenbank R., Bates G.P., Lehrach H., Wanker E.E. Self-assembly of polyglutamine-containing huntingtin fragments into amyloid-like fibrils: implications for Huntington’s disease pathology // Proc. Natl Acad. Sci. USA. -1999. - Vol. 96. – P. 4604–4609.
23. Waelter S., Boeddrich A., Lurz R., Scherzinger E., Lueder G., Lehrach H., Wanker E.E., Accumulation of mutant huntingtin fragments in aggresome-like inclusion bodies as a result of insufficient protein degradation // Mol. Biol. Cell – 2001. – Vol. 12.– P. 1393–1407.
24. Niyazova R., Berillo O., Atambayeva Sh., Pyrkova A., Alybaeva A., Ivashchenko A. miR-1322 Binding Sites in Paralogous and Orthologous Genes // Biomed Research International. – 2015. – Vol. 2015 – P. 1-7.
25. Duclot F., Kabbaj M. The Role of Early Growth Response 1 (EGR1) in Brain Plasticity and Neuropsychiatric Disorders // Front BehavNeurosci. – 2017. –Vol. 11. – P. 35.
