Обнаружен специфический блокатор процессинга микро-РНК, участвующих в процессах дифференцировки клеток
- Авторы: Григорян А.С.
- Выпуск: Том 3, № 3 (2008)
- Страницы: 15-16
- Раздел: Новости клеточных технологий
- Статья получена: 18.01.2023
- Статья одобрена: 18.01.2023
- Статья опубликована: 15.09.2008
- URL: https://genescells.ru/2313-1829/article/view/125022
- ID: 125022
Цитировать
Полный текст
Полный текст
Микро-РНК представляют собой короткие некодирующие РНК, основной функцией которых является посттранскрипционная репрессия экспрессии генов. Микро-РНК образуются при процессинге их предшественников - при-микро-РНК (pri-micro-RNAs), или первичных микро-РНК. Процессинг при-микро-РНК заключается в последовательном отщеплении от них определенных нуклеотидных последовательностей, в результате которого образуются сначала пре-микро-РНК (pre-micro-RNAs), а затем функциональные транскрипты. Комплекс ферментов, осуществляющих процессинг (так называемый «микропроцессор») состоит из компонента рибонуклеазы 111 (белка Drosna), связывающего двунитевую РНК белка DGCR8 [1, 2] и энзиматических комплексов Dicer [3, 4].
В дифференцированных клетках (справа) let-7 при-микро-РНК подвергается процессингу, в результате чего происходит образование зрелой микро-РНК Let-7, которая на посттранскрипционном уровне ингибирует экспрессию генов-мишеней. В недифференцированных эмбриональных клетках (слева) LLin28 связывает при-микро-РНК Let-7 и препятствует ее процессингу
Посттранскрипционный контроль экспрессии микро-РНК высоко специфичен (5) и необходим для регуляции дифференцировки клеток [6, 7]. В эмбриональных тканях процессинг многих при-микро-РНК блокируется, активируясь только во время коммитирования клеток к дифференцировке. Известно, что в ЭСК человека и мыши, а также в клетках некоторых злокачественных опухолей повышена концентрация при-микро-РНК, однако отсутствуют соответствующие функциональные микро-РНК. Это позволяет предположить, что в процессе созревания микро-РНК существует некий блок, механизм которого до сегодняшнего дня оставался неизвестным. Для ЭСК млекопитающих было показано, что в них повышено количество при-микро-РНК из семейства let-7 и, соответственно, компонентов микропроцессора, блокирующих расщепление этих при-микро-РНК [8].
Научная группа S.R. Viswanathan et al. показала, что примикро-РНК let-7g (pri-let-7g) присутствует в больших количествах в эмбриональных стволовых клетках и процессируется только в ходе дифференцировки (на десятые сутки после начала дифференцировки для мышиных ЭСК). Также удалось объяснить механизм блока процессинга pri-let-7g. На первом этапе исследователи сравнили, как лизаты клеток различных типов влияют на опосредованное микропроцессором расщепление pri-let-7g in vitro. При-микро-РНК сначала инкубировали с клеточным лизатом, а затем подвергали расщеплению высокоочищенным комплексом ферментов микропроцессора. Выяснилось, что лизаты клеток эмбриональной карциномы линии P19 полностью ингибируют процессинг при-микро-РНК, в то время как лизаты дифференцированных эмбриональных фибробластов мыши никак не влияют на расщепление при-микро-РНК.
Было предположено, что существует некий специфический ингибитор процессинга, присутствующий исключительно в недифференцированных клетках. С помощью электрофореза удалось выявить присутствие в этих клетках комплекса белков, связывающих pri-let-7g. Большинство этих белков были ранее идентифицированы как компоненты комплекса rosna [2]. Одним из них оказался высоко консервативный РНК-связывающий белок LLin28. анее было показано, что мутации РНК-связывающего домена LLin28 приводят к нарушениям эмбрионального развития некоторых организмов [9], а так- же, что ген этого белка активно экспрессируется в ЭСК мыши и человека и что его экспрессия подавляется при дифференцировке этих клеток [10].
S.R. Viswanathan и соавт. подтвердили данные по динамике экспрессии Lin28 при дифференцировке ЭСК в составе эмбриоидных телец, а также продемонстрировали, что снижение концентрации этого белка предшествует подавлению экспрессии таких факторов плюрипотентности, как Nanog и Oct4. Также было показано, что Lin28 специфически блокирует процессинг микро-РНК let-7g и не влияет на процессинг других микро-РНК. При внесении в клетки с дефицитом экспрессии Lin28 нескольких различных примикро-РНК все они претерпевали процессинг, образуя функциональные транскрипты. Тем не менее, эктопическая экспрессия Lin28 приводила к подавлению процессинга не только при-let-7g, но и при-let-7g - это позволяет заключить, что его специфичность может в действительности быть не абсолютной.
Гомолог Lin28 - белок Lin28B - активно продуцируется в злокачественных клетках первичных опухолей у человека, например, в клетках гепатоцеллюлярной карциномы [8]. По этой причине результаты данной работы весьма интересны с точки зрения терапии злокачественных заболеваний. Ясно, что мутации различных компонентов микропроцессорного комплекса могут приводить к нарушениям процессов развития, а также быть причиной злокачественной трансформации клеток взрослого организма. Знание механизмов активации и репрессии процессинга микро-РНК, от которых зависят, в свою очередь, активация и ингибирование экспрессии самых различных генов, участвующих в дифференцировке и пролиферации клеток, необходимо для успешного поиска терапии заболеваний, связанных с нарушениями этих процессов.
Список литературы
- Denli A.М., Тops B.B.J., Plasterk R.Н.A., Кetting R.F., Нannon G.J. Processing of primary microRNAs by the Мicroprocessor complex. Nature 2004; 432: 231-5.
- Gregory R.I., Yan К.P., Amuthan G. et al. Тhe Мicroprocessor complex mediates the genesis of microRNAs. Nature 2004; 432: 235-40.
- Chendrimada Т.P., Gregory R.I., Кumaraswamy E. et al. ТRBP recruits the Dicer complex to Ago2 for microRNA processing and gene silencing. Nature 2005; 436: 740-4.
- Chendrimada Т.P., Finn К.J., Ji X. et al. МicroRNA silencing through RISC recruitment of eIF6. Nature 2007; 447(7146): 823-8.
- Obernosterer G., Leuschner P.J.F., Alenius М., Мartinez J. Post- transcriptional regulation of microRNA expression. RNA 2006; 12: 1161-7.
- Мineno J., Okamoto S., Ando Т. et al. Тhe expression profile of microRNAs in mouse embryos. Nucleic Acids Res. 2006; 34: 1765-71.
- Wulczyn F.G., Smirnova L., Rybak A. et al. Post-transcriptional regulation of the let-7 microRNA during neural cell specification. FASEB J. 2007; 21: 415-26.
- Тhomson J.М., Newman М., Parker J.S. et al. Extensive post-transcriptional regulation of microRNAs and its implications for cancer. Genes Dev. 2006; 20: 2202-7.
- Мoss E.G., Lee R.C., Ambros V. Тhe cold shock domain protein LIN-28 controls developmental timing in elegans and is regulated by the lin-4 RNA. Cell 1997; 88: 637-46.
- Polesskaya A., Cuvellier S., Naguibneva I. et al. Lin-28 binds 1GF-2 mRNA and participates in skeletal myogenesis by increasing translation efficiency. Genes Dev. 2007; 21: 1125-38.
Дополнительные файлы
