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

Гузова Е. В.; Гавричков А. А.; Ильюшёнок И. Н.; Романовская Т. В.; Лиховец М. А.; Скакун В. В.; Яцков Н. Н.; Гринев В. В.

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

Гузова Е. В., Гавричков А. А., Ильюшёнок И. Н., Романовская Т. В., Лиховец М. А., Скакун В. В., Яцков Н. Н., Гринев В. В.

2025

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

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.

Гузова Е. В., Гавричков А. А., Ильюшёнок И. Н., Романовская Т. В., Лиховец М. А., Скакун В. В., Яцков Н. Н., Гринев В. В. Влияние сохраняемых интронов на кодирующий потенциал молекул РНК в лейкозных клетках человека. Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия биологических наук. 2025;70(2):146-160. https://doi.org/10.29235/1029-8940-2025-70-2-146-160

Цитирование

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

Источник

Информация

Автор

Гузова Е. В. Белорусский государственный университет
Гавричков А. А. Белорусский государственный университет
Ильюшёнок И. Н. Белорусский государственный университет
Романовская Т. В. Белорусский государственный университет
Лиховец М. А. Белорусский государственный университет
Скакун В. В. Белорусский государственный университет
Яцков Н. Н. Белорусский государственный университет
Гринев В. В. Белорусский государственный университет

Страницы

146-160

Год издания

2025

Ключевые слова

Коллекции

Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия биологических наук