Metylering av tRNA-avledede fragmenter regulerer gendempende aktivitet ved blærekreft – Nyheter

Anindya DuttaAnindya Dutta, MBBS, Ph.D. og kolleger har beskrevet en ny form for genregulering som endres i blærekreft, noe som fører til stimulering av en genbane som hjelper kreftceller å overleve under rask vekst.

Arbeidet deres fokuserer på et 22-baser fragment av overførings-RNA kalt tRF-3b, som er modifisert av et enzymkompleks kalt TRMT6/61A. Ved blærekreft er nivåene av TRMT6/61A – et metyltransferaseenzym som legger til en metylgruppe til den fjerde basen av tRF-3bs – forhøyet. Denne modifikasjonen forhindrer tRF-3bs i å dempe ekspresjonen av forskjellige gener i den utfoldede proteinresponsveien i kreftceller, noe som resulterer i økt ekspresjon av disse genene.

«Så vidt vi vet er dette det første eksemplet på TRMT6/61-regulert mikroRNA-lignende gendemping basert på en N1-metyladenosinmodifikasjon, og vår rapport gir en mekanisme som den observerte TRMT6/61A-økningen i kreft kan påvirke genuttrykk,» sa Dutta. «Raskt prolifererende kreftceller syntetiserer og folder betydelig mer protein enn normale celler og må derfor oppregulere den utfoldede proteinresponsveien for å opprettholde proteinhomeostase. Vi finner ut at en av måtene blærekreftceller aktiverer proffen. -Utfoldet proteinrespons for overlevelse for å dempe endoplasmatisk retikulumstress er ved å hindre tRF-er i å dempe uttrykket av gener som er involvert i denne utfoldede proteinresponsen.

«Den utfoldede proteinresponsen er nært knyttet til mange aspekter av kreftprogresjon og har dukket opp som et lovende terapeutisk mål,» sa Dutta. «Det har tidligere blitt bemerket at gener relatert til den utfoldede proteinresponsen er globalt oppregulert i flere typer kreft, inkludert blærekreft, og våre resultater tyder derfor på at hemming av TRMT6/61A-enzymet kan være en ny tilnærming til behandling av blærekreft. «

de studere av Dutta og medkorresponderende forfatter Rune Ougland, MD, Ph.D., inkluderte analyse av blærekreftvev hentet fra pasienter som gjennomgår transuretral reseksjon av blæresvulster. Den er publisert i tidsskriftet Nature Communications. Dutta er leder av avdelingen for genetikk ved University of Alabama i Birmingham, og Ougland er urologisk kirurg og seniorforsker ved Oslo Universitetssykehus Rikshospitalet, Oslo, Norge.

Et viktig fremskritt i studien var arbeidsflyten som ble brukt til å lage et bibliotek fra menneskelige celler av små RNA-er med en N1-metyladenosin, eller m1A, modifikasjon. Arbeidsflyten kombinerte to uavhengige tilnærminger – m1A-antistoffanrikning, etterfulgt av liten RNA-sekvensering og m1A-indusert mismatch-signatur ved sekvensering.

UAB-forskere fant at et revers transkriptase-enzym, ProtoScriptII, ofte brukt for kort RNA-sekvensering, gjorde en dårlig jobb med å oppdage små m1A-holdige RNA; men bruken av to andre revers transkriptaser i arbeidsflyten avslørte at tRNA-avledede fragmenter, inkludert tRF-3b, ble beriket blant korte RNA. Dette antyder at små RNA-er med en m1A-modifikasjon er underrepresentert i de fleste små RNA-sekvensbiblioteker som ofte har brukt ProtoScriptII.

Med den forbedrede arbeidsflyten fant forskerne at m1A-modifikasjonen først og fremst eksisterte på tRF-er blant menneskelige små RNA-er. De fant også at m1A-modifikasjonen var svært spesifikk og utbredt på både nukleær-kodede og mitokondrier-kodede tRF-er, og at m1A funnet på tRF-3b fra tRNA-er kodet av kjernen ble mediert av TRMT6/61A-komplekset.

Hvordan forhindrer m1A-tRF-3b gendemping? Svaret innebærer et enda dypere dykk i molekylær genetikk, men nøkkelen ser ut til å være at N1-metyladenosin-modifikasjonen forstyrrer vanlig Watson-Crick-baseparing.

MikroRNA er kjent for å dempe gener ved å binde seg til det RNA-induserte lyddempingskomplekset, eller RISC. Der fungerer de som en mal for å binde komplementære messenger-RNA-er, og messenger-RNA blir deretter stilnet og degradert av RISC. I likhet med mikroRNA-er, har tRF-3-er blitt funnet i forskjellige biologiske veier, spesielt gendempingsveier som er avhengige av baseparing mellom små RNA-er, i dette tilfellet tRF-3-er, og mål-RNA-er.

Forskerne opprettet en luciferase-reporter-analyse og fant at umodifisert tRF-3 utløste gendemping, mens m1A-modifisert tRF-3b undertrykte gendemping. «Siden m1A forstyrrer kanonisk baseparing, antar vi at m1A-svekket baseparing i tRF-3 med target messenger RNA forklarer reduksjonen i gendempingsaktivitet observert for tRF-3s som inneholder m1A,» sa Dutta.

Medforfattere med Dutta og Ougland i studere, «TRMT6/61A-avhengig basemetylering av tRNA-avledede fragmenter regulerer gendempingsaktivitet og utfoldet proteinrespons i blærekreft,» er Zhangli Su, UAB Department of Genetics; Ida Monshaugen og Arne Klungland, Oslo universitetssykehus Rikshospitalet; og Briana Wilson og Fengbin Wang, University of Virginia.

Støtten kom fra National Institutes of Health tilskudd CA044579, CA254134, AR067712 og CA259526; Vestre Viken sykehus (Gjettum, Norge) Trust Grant 25C003; og stipend 216115 fra Kreftforeningen.

Institutt for genetikk er ved UAB Marnix E. Heersink School of Medicine.