Preview

Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия биологических наук

Расширенный поиск

Влияние сохраняемых интронов на кодирующий потенциал молекул РНК в лейкозных клетках человека

https://doi.org/10.29235/1029-8940-2025-70-2-146-160

Аннотация

Сохранение интронов – один из типов альтернативного сплайсинга, который подразумевает образование молекул зрелых РНК, содержащих в своей структуре хотя бы одну интронную последовательность. Если интронная последовательность попадает в кодирующую часть мРНК, то она может поменять структуру, свойства и порой функциональные возможности соответствующего белка. Более того, некоторые белки такого рода могут быть иммуногенными и рассматриваются как потенциальные мишени для терапии ряда заболеваний. Однако в целом влияние сохранения интронов на кодирующий потенциал РНК до сих пор изучено слабо.

В настоящей работе изложены результаты комбинированного транскриптомно-протеомного исследования 3540 последовательностей интронов, сохраняемых в зрелых молекулах РНК генов, активных в лейкозных клетках человека. Проведена классификация таких интронов в соответствии с наличием у них кодирующего потенциала и описано 7 возможных способов влияния сохранения интронов на последующую трансляцию соответствующих транскриптов. Выявлено 56 интронных последовательностей, способных транслироваться, причем 3 из них – с образованием ранее неизвестных полипептидов.

Об авторах

Е. В. Гузова
Белорусский государственный университет
Беларусь

Гузова Екатерина Витальевна – аспирант, мл. науч. сотрудник

пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск



А. А. Гавричков
Белорусский государственный университет
Беларусь

Гавричков Алексей Александрович – студент

пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск



И. Н. Ильюшёнок
Белорусский государственный университет
Беларусь

Ильюшёнок Илья Николаевич – канд. биол. наук, доцент

пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск



Т. В. Романовская
Белорусский государственный университет
Беларусь

Романовская Татьяна Владимировна – канд. биол. наук, доцент

пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск



М. А. Лиховец
Белорусский государственный университет
Беларусь

Лиховец Максим Александрович – магистрант

пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск



В. В. Скакун
Белорусский государственный университет
Беларусь

Скакун Виктор Васильевич – канд. физ.-мат. наук, доцент

пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск



Н. Н. Яцков
Белорусский государственный университет
Беларусь

Яцков Николай Николаевич – канд. физ.-мат. наук, доцент, заведующий кафедрой

пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск



В. В. Гринев
Белорусский государственный университет
Беларусь

Гринев Василий Викторович – канд. биол. наук, доцент

пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск



Список литературы

1. The status of the human gene catalogue / P. Amaral, S. Carbonell-Sala, F. M. De La Vega [et al.] // Nature. – 2023. – Vol. 622, N 7981. – P. 41–47. https://doi.org/10.1038/s41586-023-06490-x

2. Ramanouskaya, T. V. The determinants of alternative RNA splicing in human cells / T. V. Ramanouskaya, V. V. Grinev // Molecular Genetics and Genomics. – 2017. – Vol. 292, N 6. – P. 1175–1195. https://doi.org/10.1007/s00438-017-1350-0

3. Liu, Q. Alternative splicing and isoforms: from mechanisms to diseases / Q. Liu, L. Fang, C. Wu // Genes. – 2022. – Vol. 13, N 3. – Art. 401. https://doi.org/10.3390/genes13030401

4. Intron retention as a mode for RNA-Seq data analysis / J.-T. Zheng, C.-X. Lin, Z.-Y. Fang, H.-D. Li // Frontiers in Genetics. – 2020. – Vol. 11. – Art. 586. https://doi.org/10.3389/fgene.2020.00586

5. Decoding of exon splicing patterns in the human RUNX1–RUNX1T1 fusion gene / V. V. Grinev, A. A. Migas, A. D. Kirsanava [et al.] // The International Journal of Biochemistry and Cell Biology. – 2015. – Vol. 68. – P. 48–58. https://doi.org/10.1016/j.biocel.2015.08.017

6. Differential fates of introns in gene expression due to global alternative splicing / A. Kumari, S. Sedehizadeh, J. D. Brook [et al.] // Human Genetics. – 2021. – Vol. 141. – P. 31–47. https://doi.org/10.1007/s00439-021-02409-6

7. Holding on to junk bonds: intron retention in cancer and therapy / G. Monteuuis, U. Schmitz, V. Petrova [et al.] // Cancer Research. – 2021. – Vol. 81, N 4. – P. 779–789. https://doi.org/10.1158/0008-5472.can-20-1943

8. RUNX1/RUNX1T1 mediates alternative splicing and reorganises the transcriptional landscape in leukemia / V. V. Gri- nev, F. Barneh, I. M. Ilyushonak [et al.] // Nature Communications. – 2021. – Vol. 12. – Art. 520. https://doi.org/10.1038/s41467-02020848-z

9. The European Nucleotide Archive in 2022 / J. Burgin, A. Ahamed, C. Cummins [et al.] // Nucleic Acids Research. – 2023. – Vol. 51, N D1. – P. D121–D125. https://doi.org/10.1093/nar/gkac1051

10. Гринев, В. В. Сохранение интронов в транскриптоме лейкозных и нормальных клеток крови человека / В. В. Гринев // Молекулярная и прикладная генетика. – 2018. – Т. 25. – С. 44–55.

11. Biostrings: Efficient manipulation of biological strings. – URL: https://bioconductor.org/packages/Biostrings (date of access: 12.09.2024).

12. StringTie enables improved reconstruction of a transcriptome from RNA-seq reads / M. Pertea, G. M. Pertea, C. M. Anto- nescu [et al.] // Nature Biotechnology. – 2015. – Vol. 33. – P. 290–295. https://doi.org/10.1038/nbt.3122

13. Liao, Y. The R package Rsubread is easier, faster, cheaper and better for alignment and quantification of RNA sequencing reads / Y. Liao, G. K. Smyth, W. Shi // Nucleic Acids Research. – 2019. – Vol. 47, N 8. – P. e47. https://doi.org/10.1093/nar/gkz114

14. GitHub. – URL: https://github.com/VGrinev/TranscriptomicFeatures (date of access: 12.09.2024).

15. DIA-NN: neural networks and interference correction enable deep proteome coverage in high throughput / V. Demichev, Ch. B. Messner, S. I. Vernardis [et al.] // Nature Methods. – 2020. – Vol. 17. – P. 41–44. https://doi.org/10.1038/s41592-019-0638-x

16. UniProt: the universal protein knowledgebase in 2023 / The UniProt Consortium // Nucleic Acids Research. – 2023. – Vol. 51, N D1 – P. D523–D531. https://doi.org/10.1093/nar/gkac1052

17. Consensus coding sequence (CCDS) database: a standardized set of human and mouse protein-coding regions supported by expert curation / Sh. Pujar, N. A. O’Leary, C. M. Farrell [et al.] // Nucleic Acids Research. – 2018. – Vol. 46, iss. D1. – P. D221–D228. https://doi.org/10.1093/nar/gkx1031

18. Reference sequence (RefSeq) database at NCBI: current status, taxonomic expansion, and functional annotation / N. A. O’Leary, M. W. Wright, J. R. Brister [et al.] // Nucleic Acids Research. – 2016. – Vol. 44, N D1. – P. D733–D745. https://doi.org/10.1093/nar/gkv1189

19. The comprehensive R archive network. – URL: https://cran.r-project.org/ (date of access: 12.09.2024).

20. Bioconductor: Open source software for Bioinformatics. – URL: https://www.bioconductor.org/ (date of access: 12.09.2024).

21. The Need for Guidelines in Publication of Peptide and Protein Identification Data / S. Carr, R. Aebersold, M. Baldwin [et al.] // Molecular & Cellular Proteomics. – 2004. – Vol. 3, N 6. – P. 531–533. https://doi.org/10.1074/mcp.t400006-mcp200

22. A Practical Guide to Small Protein Discovery and Characterization Using Mass Spectrometry / Ch. H. Ahrens, J. T. Wade, M. M. Champion, J. D. Langer // Journal of Bacteriology. – 2022. – Vol. 204, N 1. – Art. 00353. https://doi.org/10.1128/jb.00353-21

23. The Gene Ontology knowledgebase in 2023 / The Gene Ontology Consortium, S. A. Aleksander, J. Balhoff [et al.] // Genetics. – 2023. – Vol. 224, N 11. – Art. 31. https://doi.org/10.1093/genetics/iyad031

24. BLAST. – URL: https://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi (date of access: 12.09.2024).

25. Protein neddylation and its role in health and diseases / Sh. Zhang, Q. Yu, Zh. Li [et al.] // Signal Transduction and Targeted Therapy. – 2024. – Vol. 9. – Art. 85. https://doi.org/10.1038/s41392-024-01800-9

26. OGT as potential novel target: Structure, function and inhibitors / N. Zhang, H. Jiang, K. Zhang [et al.] // Chemico-Biological Interactions. – Vol. 357. – Art. 109886. https://doi.org/10.1016/j.cbi.2022.109886

27. Claro da Silva T. The solute carrier family 10 (SLC10): Beyond bile acid transport / T. Claro da Silva, J. E. Polli, P. W. Swaan // Molecular Aspects of Medicine. – 2013. – Vol. 34, N 2–3. – P. 252–269. https://doi.org/10.1016/j.mam.2012.07.004

28. ORFhunteR: An accurate approach to the automatic identification and annotation of open reading frames in human mRNA molecules / V. V. Grinev, M. M. Yatskou, V. V. Skakun [et al.] // Software Impacts. – 2022. – Vol. 12. – Art. 100268. https://doi.org/10.1016/j.simpa.2022.100268

29. Open Reading Frame Finder. – URL: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/orffinder/ (date of access: 12.09.2024).

30. A high-resolution map of human RNA translation / S. P. Chothani, E. Adami, A. A. Widjaja [et al.] // Molecular Cell. – 2022. – Vol. 82, N 15. – P. 2885–2899. https://doi.org/10.1016/j.molcel.2022.06.023

31. The conserved domain database in 2023 / J. Wang, F. Chitsaz, M. K. Derbyshire [et al.] // Nucleic Acids Research. – 2023. – Vol. 51, N D1. – P. D384–D388. https://doi.org/10.1093/nar/gkac1096

32. InterPro in 2022 / T. Paysan-Lafosse, M. Blum, S. Chuguransky [et al.] // Nucleic Acids Research. – 2023. – Vol. 51, N D1. – P. D418–D427. https://doi.org/10.1093/nar/gkac993

33. The wide and growing range of lamin B-related diseases: from laminopathies to cancer / C. Evangelisti, I. Rusciano, S. Mongiorgi [et al.] // Cellular and Molecular Life Sciences. – 2022. – Vol. 79. – Art. 126. https://doi.org/10.1007/s00018-021-04084-2

34. Congenital disorders of glycosylation type IIb with MOGS mutations cause early infantile epileptic encephalopathy, dysmorphic features, and hepatic dysfunction / R. Anzai, M. Tsuji, S. Yamashita [et al.] // Brain and Development. – 2021. – Vol. 43, N 3. – P. 402–410. https://doi.org/10.1016/j.braindev.2020.10.013

35. Function of BCLAF1 in human disease (Review) / Z. Yu, J. Zhu, H. Wang [et al.] // Oncology Letters. – 2022. – Vol. 23, N 2. – Art. 58. https://doi.org/10.3892/ol.2021.13176

36. Heterogeneous nuclear ribonucleoprotein (hnRNPL) in cancer / J. Gu, Zh. Chen, X. Chen, Zh. Wang // Clinica Chimica Acta. – 2020. – Vol. 507. – P. 286–294. https://doi.org/10.1016/j.cca.2020.04.040

37. Human NF-κB repressing factor acts as a stress-regulated switch for ribosomal RNA processing and nucleolar homeostasis surveillance / M. Coccia, A. Rossi, A. Riccio [et al.] // Proceedings of the National Academy of Sciences. – 2017. – Vol. 114, N 5. – P. 1045–1050. https://doi.org/10.1073/pnas.1616112114

38. SH3BP1, an Exocyst-Associated RhoGAP, Inactivates Rac1 at the Front to Drive Cell Motility / M. C. Parrini, A. Sadou- Dubourgnoux, K. Aoki [et al.] // Molecular Cell. – 2011. – Vol. 42, N 5. – P. 650–661. https://doi.org/10.1016/j.molcel.2011.03.032

39. The role and function of Ras-association domain family in cancer: A review / M. R. Zinatizadeh, S. A. Momeni, P. K. Zarandi [et al.] // Genes and Diseases. – 2019. – Vol. 6, N 4. – P. 378–384. https://doi.org/10.1016/j.gendis.2019.07.008

40. The human SLC25A33 and SLC25A36 genes of solute carrier family 25 encode two mitochondrial pyrimidine nucleo- tide transporters / M. A. Di Noia, S. Todisco, A. Cirigliano [et al.] // Journal of Bio logical Chemistry. – 2014. – Vol. 289, N 48. – P. 33137–33148. https://doi.org/10.1074/jbc.m114.610808


Рецензия

Просмотров: 109


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1029-8940 (Print)
ISSN 2524-230X (Online)