tRNA 유래 단편의 메틸화는 방광암에서 유전자 억제 활성을 조절합니다
날짜:
2022년 5월 9일
원천:
버밍엄 앨라배마 대학교
요약:
연구원들은 방광암에서 변경된 유전자 조절의 새로운 형태를 설명하여 암 세포가 급속한 성장 동안 생존하도록 돕는 유전자 경로를 강화합니다. 이 연구는 효소 복합체 TRMT6/61A에 의해 변형된 22개 염기의 트랜스퍼 RNA 단편인 tRF-3b에 초점을 맞추고 있습니다. 방광암에서는 메틸트랜스퍼라제인 TRMT6/61A의 수치가 높아집니다. 메틸화 변형은 tRF-3bs가 암세포의 펼쳐진 단백질 반응 경로에서 다양한 유전자의 발현을 억제하는 것을 방지합니다.
Anindya Dutta, MBBS, Ph.D. 및 동료들은 방광암에서 변경된 새로운 형태의 유전자 조절을 설명하여 빠른 성장 동안 암세포가 생존하는 데 도움이 되는 유전자 경로를 강화합니다.
그들의 연구는 TRMT6/61A라고 하는 효소 복합체에 의해 변형된 tRF-3b로 알려진 22개 염기의 전달 RNA 단편에 초점을 맞춥니다. 방광암에서는 tRF-3bs의 네 번째 염기에 메틸기를 추가하는 메틸트랜스퍼라제 효소인 TRMT6/61A의 수치가 높아집니다. 이 변형은 tRF-3bs가 암세포의 펼쳐진 단백질 반응 경로에서 다양한 유전자의 발현을 억제하는 것을 방지하여 해당 유전자의 발현을 증가시킵니다.
"우리가 아는 한, 이것은 N1-메틸아데노신 변형을 기반으로 한 TRMT6/61에 의해 조절되는 microRNA 유사 유전자 침묵의 첫 번째 예이며 , 우리 보고서는 TRMT6/61A의 상승이 관찰되는 메커니즘을 제공합니다. 암에서 유전자 발현에 영향을 미칠 수 있습니다."라고 Dutta는 말했습니다. "빠르게 증식하는 암세포는 정상 세포보다 더 많은 단백질을 합성하고 접히므로 단백질 항상성을 유지하기 위해 펼쳐진 단백질 반응 경로를 상향 조절해야 합니다. 우리는 방광암 세포가 소포체 스트레스를 완화하기 위해 생존을 위한 전개된 단백질 반응을 활성화하는 한 가지 방법을 발견했습니다. 이는 tRF가 이러한 전개되지 않은 단백질 반응에 관여하는 유전자의 발현을 억제하는 것을 방지하는 것입니다."
"펼쳐지지 않은 단백질 반응은 암 진행의 많은 측면과 밀접하게 연결되어 있으며 유망한 치료 표적으로 부상했습니다."라고 Dutta는 말했습니다. "이전에는 전개되지 않은 단백질 반응 관련 유전자가 방광암을 포함한 여러 암 유형에서 전 세계적으로 상향 조절된다는 점에 주목했으며, 따라서 우리의 결과는 TRMT6/61A 효소를 억제하는 것이 방광암을 치료하는 새로운 접근 방식일 수 있음을 시사합니다."
Dutta와 공동 교신 저자인 Rune Ougland, MD, Ph.D.의 연구에는 방광 종양의 경요도 절제술을 받은 환자로부터 얻은 방광암 조직에 대한 분석이 포함되었습니다. Nature Communications 저널에 게재되었습니다 . Dutta는 Birmingham 유전학과에 있는 앨라배마 대학교의 의장이며 Ougland는 노르웨이 오슬로에 있는 Oslo University Hospital Rikshospitalet의 비뇨기과 외과의이자 선임 연구 연구원입니다.
이 연구에서 중요한 진전은 N 1 -methyladenosine 변형 또는 m 1 A 가 있는 작은 RNA의 인간 세포에서 라이브러리를 만드는 데 사용된 작업 흐름이었습니다. 작업 흐름은 두 가지 독립적인 접근 방식을 결합했습니다 . 작은 RNA 시퀀싱 및 시퀀싱 에 의한 m1A- 유도된 불일치 시그니처에 의해.
UAB 연구원들은 짧은 RNA 시퀀싱에 일반적으로 사용되는 역전사 효소인 ProtoScriptII가 m 1 A를 포함하는 작은 RNA를 감지하는 데 제대로 작동하지 않는다는 것을 발견했습니다. 그러나 워크플로우에서 두 개의 다른 역전사효소를 사용하면 tRF-3b를 포함한 tRNA 유래 단편이 짧은 RNA 중에서 풍부하다는 것이 밝혀졌습니다. 이것은 m 1 A 변형이 있는 작은 RNA가 일반적으로 ProtoScriptII를 사용하는 대부분의 작은 RNA-서열 라이브러리에서 과소 대표됨을 시사합니다.
개선된 작업 흐름으로 연구원들은 m1A 변형이 인간의 small RNA 중 tRF에 대부분 존재한다는 것을 발견했습니다. 그들은 또한 m 1 A 변형이 핵으로 인코딩된 tRF와 미토콘드리아로 인코딩된 tRF 둘 다에서 매우 특이적이고 널리 퍼져 있으며, 핵 인코딩된 tRNA의 tRF-3b에서 발견되는 m 1 A가 TRMT6/61A 복합체에 의해 매개된다는 것을 발견했습니다.
m 1 A-tRF-3b는 유전자 침묵을 어떻게 방해합니까? 그 대답은 분자 유전학에 대한 더 깊은 잠수를 포함하지만 핵심은 N 1 -메틸아데노신 변형이 일반적인 Watson-Crick 염기 쌍을 방해한다는 것입니다.
MicroRNA는 RNA 유도 침묵 복합체(RISC)에 결합하여 유전자를 침묵시키는 것으로 알려져 있습니다. 거기에서 그들은 상보적인 메신저 RNA를 결합하는 주형으로 작용하고 메신저 RNA는 RISC에 의해 침묵되고 분해됩니다. microRNA와 유사하게 tRF-3는 다양한 생물학적 경로, 특히 작은 RNA(이 경우 tRF-3)와 표적 RNA 사이의 염기쌍에 의존하는 유전자 침묵 경로에서 발견되었습니다.
연구원들은 루시페라제 리포터 분석을 만들고 수정되지 않은 tRF-3가 유전자 침묵을 유발하는 반면 m1A-변형 tRF -3b는 유전자 침묵을 폐지한다는 것을 발견했습니다. Dutta는 "m 1 A가 표준 염기 짝짓기를 방해하기 때문에 표적 메신저 RNA가 있는 tRF-3에서 m 1 A에 의해 약해진 염기 짝짓기를 하는 것이 m 1 A를 포함하는 tRF-3s에서 관찰된 낮은 유전자 침묵 활성을 설명합니다"라고 말했습니다. .