Replikationsstress induziert lncRNAs, die mit der Replikation von Chromatin verbunden sind. A (Oben) Wirkmechanismus von Hydroxyharnstoff (HU) RNR: Ribonukleotidreduktase. (Unten) Die Immunblot-Analyse von HCT116-Zellen, die 8 Stunden lang mit 1 mM HU behandelt wurden, gefolgt von einer 3-stündigen Erholung, zeigt die reversible Wirkung von HU auf die Replikationsstressmarker p-ATR, p-p53 und γH2A.X. Experimente wurden zweimal mit ähnlichen Ergebnissen durchgeführt. Quelldaten werden als Quelldatendatei bereitgestellt. B Schematische Darstellung des Fraktionierungsprotokolls zur Isolierung von Chromatin-assoziierten RNAs. C Vulkandiagramm mit -log10 (angepasster p-Wert) und log2 (Fachänderung) aus der RNA-seq-Differentialexpressionsanalyse, Vergleich der HU-behandelten mit den unbehandelten Chromatinfraktionen. Transkripte mit ± 1logFC (FDR < 0,05) werden blau (-1logFC) und rot (+ 1logFC) hervorgehoben. DESeq254 zweiseitig, mit Benjamini-Hochberg-FDR-Korrektur, wurde verwendet, um den differentiellen Ausdruck zu messen. Der Vulkanplot wurde mit dem Paket ggplot2 R gezeichnet. D Verteilung des log2(fold-change) der HU-hochregulierten Gene in den verschiedenen Zellzyklusstadien einer synchronisierten RNA-Sequenz. Datenpunkte stellen das log2-Verhältnis der Anzahl der Gene in jeder Replikationsphase gegenüber der Anzahl dar, die in den 100 generierten Zufallssätzen erhalten wird. (Mittelwert ±2 x Standardabweichung). Quelldaten werden als Quelldatendatei bereitgestellt e Zeitliche Expressionsmusteranalyse der induzierten lncRNAs in RNA-seq-Daten von Zellen, die in den verschiedenen Phasen des Zellzyklus synchronisiert sind. N = 3 (Wilcoxon-Test mit einer Stichprobe, keine mehrfachen Testkorrekturen). Fold-Change ist definiert als das Verhältnis zwischen dem Ausdruck zu einem Zeitpunkt und dem Ausdruck im Pool aller anderen Punkte. Boxplots stellen 25 bis 75 Perzentile dar, und Whisker betragen das 1,5-fache des Interquartilbereichs (Interquartilbereich = 75. Perzentil-25. Perzentil). F Enrichr Analyse der Promotoren der unterschiedlich exprimierten Gene bei HU-Behandlung, Suche anhand der CHEA Transcription Factor Targets-Datenbank. G Überlappung zwischen dem Promotor der hochregulierten lncRNAs und den Bindungsstellen stressbedingter Transkriptionsfaktoren. Die blauen Quadrate im Raster zeigen die Kandidaten-lncRNAs, die in ihrem Promotor eine Bindungsstelle für den angegebenen Transkriptionsfaktor haben. Kredit: Naturkommunikation(2024). DOI: 10.1038/s41467-024-45183-5
Forscher der Cima Universidad de Navarra haben herausgefunden, dass eine Ribonukleinsäure, die keine Informationen zur Herstellung von Proteinen enthält (lange nichtkodierende RNA), eine entscheidende Rolle bei der Signalübertragung und Reparatur von Fehlern bei der DNA-Replikation während der Zellteilung spielt. Diese Erkenntnis könnte zur Entwicklung neuer Antitumortherapien führen.
Wissenschaftler haben eine RNA identifiziert, die sie „lncREST“ (long non-coding RNA REplication STress) nannten, und ihre Rolle bei der Auslösung einer wirksamen Reaktion auf den durch schnelle Zellteilung verursachten Stress aufgedeckt.
„LncREST lokalisiert sich im Chromatin (der Struktur, in der die DNA in der Zelle organisiert ist). Seine Hauptfunktion besteht darin, die Lokalisierung von Schlüsselproteinen im Prozess der DNA-Replikation und der Reparatur von DNA-Schäden dort zu erleichtern, wo sie benötigt werden. Tatsächlich ist das Fehlen von Es hat sich gezeigt, dass lncREST eine beeinträchtigte Stresssignalisierung verursacht, was zur Anhäufung schwerer DNA-Defekte und letztendlich zum Zelltod führt“, erklärt Luisa Statello Ph.D., Erstautorin und Mitautorin der Studie.
„Wir haben herausgefunden, dass lncREST – gesteuert durch den Tumorsuppressor p53 – als funktioneller Sensor fungiert. Es stellt sicher, dass die notwendigen Proteine zur richtigen Zeit am richtigen Ort sind und dass die Genomreplikation nicht fehlschlägt“, sagt Maite Huarte, Leiterin der Studie und Hauptforscher der Gruppe für nichtkodierende RNA und Krebsgenome an der Cima Universidad de Navarra.
Die Arbeit, veröffentlicht in der Zeitschrift Naturkommunikation hat gezeigt, dass IncREST nicht nur eine entscheidende Komponente der Stressreaktion ist, sondern auch ein wirksames therapeutisches Ziel im Kampf gegen verschiedene Krebsarten sein könnte.
„Diese Entdeckung ist ein wichtiger Schritt hin zu einem besseren Verständnis darüber, wie unsere Zellen mit Stress während der Zellteilung umgehen. Darüber hinaus könnte sie einen neuen Weg für Studien zur Entwicklung neuer Therapien gegen Krebszellen oder zur Verbesserung bestehender Therapien mit lncREST eröffnen.“ ein therapeutisches Ziel“, sagt Statello.
Die Forscher, die die Studie an Darmkrebszellen und in Tumormodellen von Mäusen durchgeführt haben, betonen auch das vielversprechende Szenario, das sich aus der Kombination bekannter Inhibitoren mit lncREST-Inhibitoren ergeben könnte, um eine größere therapeutische Wirkung zu erzielen. „Die Ergebnisse könnten zu einer Kombinationstherapie führen, um weniger Medikamente zu verwenden und die Toxizität für den Patienten zu verringern. Durch die gleichzeitige Verwendung von zwei Inhibitoren verringert sich die Wahrscheinlichkeit, dass Tumorzellen Resistenzen gegen die Behandlung entwickeln“, schlägt Huarte vor.
In dieser Studie haben die Cima-Forscher eine bestehende Technologie zum Nachweis von RNA-Molekülen im Replikationsprozess neu formuliert. „Wir haben eine Methode namens iROND entwickelt, die es uns ermöglicht, RNAs zu identifizieren, die sich speziell an den Stellen befinden, an denen die DNA repliziert. Tatsächlich haben wir auf diese Weise lncREST entdeckt, das mit Replikationsstellen unter Stressbedingungen assoziiert ist“, sagt Luisa Statello.
Mehr Informationen:
Luisa Statello et al.: Das Chromatin-assoziierte lncREST sorgt für eine effektive Antwort auf Replikationsstress, indem es den Aufbau von Fork-Signalfaktoren fördert. Naturkommunikation(2024). DOI: 10.1038/s41467-024-45183-5
Bereitgestellt vom Centro de Investigación Médica Aplicada (CIMA) Universidad de Navarra
Zitat: Forscher entdecken ein RNA-Molekül, das als therapeutisches Ziel gegen Krebszellen eingesetzt werden könnte (2024, 4. März) abgerufen am 4. März 2024 von https://medicalxpress.com/news/2024-03-rna-molecule-therapeutic-cancer- Zellen.html
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