Characteristics of miRNA interaction with mRNA in 5'UTR, CDS and 3'UTR of candidate genes of esophageal and stomach cancer

A. N. Akimniyazova; R. E. Niyazova; Sh. A. Atambayeva; A. T. Ivashchenko

doi:10.26577/eb-2018-3-1339

Авторы

A. N. Akimniyazova
R. E. Niyazova
Sh. A. Atambayeva
A. T. Ivashchenko Научно-исследовательский институт проблем биологии и биотехнологии, Казахский национальный университет имени аль-Фараби, Казахстан, г. Алматы

DOI:

https://doi.org/10.26577/eb-2018-3-1339

Аннотация

miRNA представляют класс небольших, некодирующих RNA, которые могут регулировать экспрессию генов и связаны с приблизительно всеми известными физиологическими и патологическими процессами, особенно с раком. Экспрессия многих генов регулируется связыванием miRNA с mRNA, поэтому необходимо идентифицировать гены-кандидаты рака пищевода и желудка и в какой степени они могут взаимодействовать с miRNA. Для определения важных сайтов связывания miRNA в генах, участвующих в развитии рака пищевода и желудка, была использована программа MirTarget. В работе представлены результаты изучения характеристик взаимодействия miRNA с mRNA 121 гена, участвующих в развитии рака пищевода и желудка. Из 68 генов-кандидатов, участвующих в развитии рака пищевода, мишенями miRNA являлись 54 гена. 148 miRNA имели сайты связывания в 5'UTR, CDS и 3'UTR и средняя свободная энергия связывания (∆G) miRNA с mRNA равнялась -126 kJ/mole, -121 kJ/mole и -111 kJ/mole, соответственно. Для диагностики рака пищевода рекомендованы 20 ассоциации miRNA с mRNA, имеющих свободную энергию взаимодействия более -125 kJ/mole. Из 106 генов-кандидатов, участвующих в развитии рака желудка, мишенями miRNA являлись 86 генов. 253 miRNA имели сайты связывания в 5'UTR, CDS и 3'UTR и средняя свободная энергия связывания (∆G) miRNA с mRNA равнялась -124 kJ/mole, -116 kJ/mole и -110 kJ/mole, соответственно. Для диагностики рака желудка рекомендованы 28 ассоциации miRNA с mRNA, имеющих свободную энергию взаимодействия более -125 kJ/mole. mRNA большинства генов, содержащие два и более сайтов связывания miRNA с наложением их нуклеотидных последовательностей образуют кластеры. На основе полученных результатов рекомендуются группы ассоциаций miRNA и mRNA кандидатных генов для разработки методов ранней диагностики рака пищевода и желудка. Были установлены ранее не изученные 768 сайтов связывания 3071 miRNA, которые могут быть основными в регуляции генов, ответственных за развитие рака пищевода и желудка.

Ключевые слова: mRNA, miRNA, гены, онкологические заболевания, рак пищевода, рак желудка.