Характеристики взаимодействия miRNA c mRNA кандидатных генов аденокарциномы пищевода

Авторы

  • A. N. Akimniyazova Казахский национальный университет имени аль-Фараби, Казахстан, Алматы
  • A. T. Ivashchenko Казахский национальный университет имени аль-Фараби, Казахстан, Алматы

DOI:

https://doi.org/10.26577/eb-2019-3-b10

Аннотация

miRNA класс нано-размерных, не кодирующих РНК которые регулируют экспрессию генов, и связаны со многими физиологическими и патологическими процессами, в частности с раком. Экспрессия многих генов регулируется связыванием их mRNA с miRNA, поэтому требуется выявить, какие кандидатные гены онкогенеза и в какой степени могут взаимодействовать с miRNA. Цель настоящей работы заключалась в установлении характеристик взаимодействия известных 3707 miRNA с mRNA 38 кандидатных генов аденокарциномы пищевода. Установлено что, 84 miRNA имеют сайты связывания в 31 mRNA генов в 5'UTR, CDS, и 3'UTR, а средняя свободная энергия связывания (ΔG) этих miRNAs с mRNA составила -121 кДж/моль, -118 кДж/моль и -113 кДж/моль, соответственно. 19 ассоциаций miRNA с mRNA генов со свободной энергией взаимодействия более -120 кДж/моль рекомендуются для диагностики аденокарциномы пищевода. mRNAs большинства генов, содержащих два или более сайтов связывания miRNA с наложением их нуклеотидных последовательностей, образуют кластеры. На основании полученных результатов, ассоциации miRNA с mRNA генов-кандидатов рекомендуются для разработки метода ранней диагностики аденокарциномы пищевода.

Ключевые слова: mRNA, miRNA, гены, онкологические заболевания, аденокарцинома пищевода.

Библиографические ссылки

1. Atambayeva S., Niyazova R., Ivashchenko A., Pyrkova A., Pinsky I., Akimniyazova A., Labeit S. (2017) The Binding Sites of miR-619-5p in the mRNAs of Human and Orthologous Genes. BMC Genomics, vol. 18, no. 1, pp. 428. doi: 10.1186/s12864-017-3811-6.
2. Cheng A.M., Byrom M.W., Shelton J., Ford L.P. (2005) Antisense inhibition of human miRNAs and indications for an involvement of miRNA in cell growth and apoptosis. Nucleic Acids Res., vol. 33, no. 4, pp. 1290–1297. DOI: 10.1093/nar/gki200
3. Desai TK., Krishnan K., Samala N., et al. (2012) The incidence of oesophageal adenocarcinoma in non-dysplastic Barrett’s oesophagus: a meta-analysis. Gut, vol. 61, pp. 970-976. DOI: 10.1136/gutjnl-2011-300730
4. Du Y., Liu P., Zang W., Wang Y., Chen X., Li M., Zhao G. (2015) BTG3 upregulation induces cell apoptosis and suppresses invasion in esophageal adenocarcinoma. Mol Cell Biochem., vol. 404, no. 1-2, pp. 31-8. doi: 10.1007/s11010-015-2363-9
5. Garofalo M., Croce C.M. (2011) microRNAs: Master regulators as potential therapeutics in cancer. Annu Rev Pharmacol Toxicol., vol. 51, pp. 25–43.
6. Hata A., Kashima R. (2016) Dysregulation of microRNA biogenesis machinery in cancer. Crit Rev Biochem Mol Biol., vol. 51, no. 3, pp. 121-34. DOI: 10.3109/10409238.2015.1117054
7. Hughes D., et al. (2009) MiRNA expression in squamous cell carcinoma and adenocarcinoma of the esophagus: Associations with survival. Clin Cancer Res., vol. 15, pp. 6192-6200.
8. Hvid-Jensen F., Pedersen L., Drewes A.M., Sørensen H.T., Funch-Jensen P. (2011) Incidence of adenocarcinoma among patients with Barrett's esophagus. N Engl J Med., vol. 365, pp. 1375-1383. DOI: 10.1056/NEJMoa1103042
9. Ivashchenko A. T., Niyazova R. Ye., Atambayeva Sh. A., Pyrkova A. Yu., Aisina D. E., Yurikova O. Yu., Kondybayeva A., Akimniyazova A., Bayzhigitova D., Bolshoy A. A. (2018) miRNA: achievements, misconceptions, perspectives. NEWS of NAS RK, vol. 4, no. 328, pp. 36-46.
10. Ivashchenko A., Berillo O., Pyrkova A., Niyazova R. (2014) Binding Sites of miR-1273 Family on the mRNA of Target Genes. Biomed Res Int., vol. 2014, pp. e11.
11. Ivashchenko A., Berillo O., Pyrkova A., Niyazova R., Atambayeva S. (2014) The properties of binding sites of miR-619-5p, miR-5095, miR-5096 and miR- 5585-3p in the mRNAs of human genes. Biomed Res Int., vol. 2014, p. 1-8.
12. Ivashchenko A.T., Pyrkova A.Y., Niyazova R.Y., Alybayeva A., Baskakov K. (2016) Prediction of miRNA binding sites in mRNA. Bioinformation, vol. 12, no. 4, pp. 237-240.
13. Karp X., Ambros V. (2005) Developmental biology. Encountering microRNAs in cell fate signaling. Science, vol. 310, no. 5752, pp. 1288–1289. DOI: 10.1126/science.1121566
14. Kool E.T. (2001) Hydrogen bonding, base stacking, and steric effects in DNA replication. Annu Rev Biophys Biomol Struct., vol. 30, pp. 1-22.
15. Leontis N.B., Stombaugh J., Westhof E. (2002) The non-Watson-Crick base pairs and their associated isostericity matrices. Nucleic Acids Res., vol. 30, no. 16, pp. 3497-3531.
16. Londin E., Lohera P., Telonisa A.G., Quanna K., et al. (2015) Analysis of 13 cell types reveals evidence for the expression of numerous novel primate- and tissue-specific microRNAs. PNAS USA, vol. 112, no. 10. - P. 1106-1115.
17. Mikhail S., Albanese C., Pishvaian MJ. (2015) Cyclin-dependent kinase inhibitors and the treatment of gastrointestinal cancers. Am J Pathol., vol. 185, no. 5, pp. 1185-97. doi: 10.1016/j.ajpath.2015.01.008
18. Ou Y.H., Chung P.H., Hsu F.F., Sun T.P., Chang W.Y., Shieh S.Y. (2007) The candidate tumor suppressor BTG3 is a transcriptional target of p53 that inhibits E2F1. EMBO J., vol. 26, no. 17, pp. 3968-80. DOI: 10.1038/sj.emboj.7601825
19. Poy M.N., Eliasson L., Krutzfeldt J., et al. (2004) A pancreatic islet-specific microRNA regulates insulin secretion. Nature, vol. 432, no. 7014, pp. 226–230. DOI: 10.1038/nature03076
20. Rath S.N., Das D., Konkimalla V.B., Pradhan S.K. (2016) In silico study of miRNA based gene regulation, involved in solid cancer, by the assistance of Argonaute protein. Genomics Inform., vol. 14, no. 3, pp. 112-124. DOI: 10.5808/GI.2016.14.3.112
21. Rustgi A.K., El-Serag H.B. (2014) Esophageal Carcinoma. New Engl J Med., vol. 371, pp. 2499-509. 10.1056/NEJMra1314530.
22. Smith E., Palethorpe H.M., Ruszkiewicz A.R., Edwards S., Leach DA., Underwood T.J., Need E.F., Drew P.A. (2016) Androgen Receptor and Androgen-Responsive Gene FKBP5 Are Independent Prognostic Indicators for Esophageal Adenocarcinoma. Dig Dis Sci., vol. 61, no. 2, pp. 433-43. DOI: 10.1007/s10620-015-3909-0
23. Streppel M.M., Lata S., DelaBastide M., Montgomery E.A., Wang J.S., Canto M.I., Macgregor-Das A.M., Pai S., Morsink FHM, Offerhaus G.J., et al. (2014) Next-generation sequencing of endoscopic biopsies identifies ARID1A as a tumor-suppressor gene in Barrett’s esophagus. Oncogene, vol. 33, pp. 347–57. doi: 10.1038/onc.2012.586
24. Wang Z., Zhao Z., Yang Y., Luo M., Zhang M., Wang X., Liu L., Hou N., Guo Q., Song T., Guo B., Huang C. (2018) MiR-99b-5p and miR-203a-3p Function as Tumor Suppressors by Targeting IGF-1R in Gastric Cancer. Sci Rep., vol. 8, no. 1, pp. 10119. doi: 10.1038/s41598-018-27583-y
25. Wani S., Puli SR., Shaheen NJ., et al. (2009) Esophageal adenocarcinoma in Barrett's esophagus after endoscopic ablative therapy: a meta-analysis and systematic review. Am. J. Gastroenterol., vol. 104, pp. 502–513. DOI: 10.1038/ajg.2008.31
26. Wu R.C., Wang T.L., Shih IeM. (2014) The emerging roles of arid1a in tumor suppression. Cancer Biol Ther., vol. 15, no. 6, pp. 655–664.
27. Wu Y.R., Qi H.J., Deng D.F., Luo Y.Y., Yang S.L. (2016) MicroRNA-21 promotes cell proliferation, migration, and resistance to apoptosis through PTEN/PI3K/AKT signaling pathway in esophageal cancer. Tumor Biol., vol. 37, no. 9, pp. 12061–12070. DOI: 10.1007/s13277-016-5074-2
28. Zeng H., Zheng R., Zhang S., Zuo T., Xia C., Zou X., Chen W. (2016) Esophageal cancer statistics in China, 2011: Estimates based on 177 cancer registries. Thorac Cancer., vol. 7, pp. 232–237. doi: 10.1111/1759-7714.12322
29. Zhou Y., Li R., Yu H., Wang R., Shen Z. (2017) microRNA-130a is an oncomir suppressing the expression of CRMP4 in gastric cancer. Onco Targets Ther., vol. 10, pp. 3893-3905. doi: 10.2147/OTT.S139443

Загрузки

Опубликован

2020-10-15

Выпуск

Раздел

МОЛЕКУЛЯРНАЯ БИОЛОГИЯ И ГЕНЕТИКА

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)

1 2 > >>