Antisense RNA (Dansk)

Antisense RNA kan klassificeres på forskellige måder. Med hensyn til reguleringsmekanismer er nogle forfattergrupper Asrna ‘ er til RNA-DNA-interaktioner, RNA-RNA-interaktioner enten i kerne eller cytoplasma og RNA-proteininteraktioner (epigenetiske). Antisense RNA ‘er kan kategoriseres efter typen af promotorer, der initierer udtryk for Asrna’ er: uafhængige promotorer, delte tovejs promotorer eller kryptiske promotorer. Med hensyn til længde, selv om asRNA generelt er klassificeret under lncrna’ er, er der korte Asrna ‘ er med en længde på mindre end 200 basepar., Da reguleringsmekanismen for Asrna ‘er viser sig at være artsspecifik, kan Asrna’ er også klassificeres efter art. En af de almindelige måder at klassificere asRNAs på er, hvor Asrna ‘ erne transkriberes relativt til deres målgener: cis-virkende og transvirkende.

Cis-actingEdit

Cis-virkende Asrna ‘ er transkriberes fra den modsatte streng af målgenet ved målgenets locus. De viser ofte høj grad eller fuldstændig komplementaritet med målgenet., Hvis den cis-virkende Asrna regulerer genekspression ved at målrette mod mRNA, kan den kun målrette mod individuel mRNA. Efter interaktioner med de målrettede mRNA ‘er kan cis-fungerende Asrna’ er enten blokere ribosombinding eller rekruttere RNAase for at nedbryde de målrettede mRNA ‘ er. Derfor er funktionen af disse cis-virkende Asrna ‘er at undertrykke oversættelsen af de målrettede mRNA’ er. Udover cis-virkende Asrna ‘er, der er målrettet mod mRNA’ er, er der cis-virkende epigenetiske lyddæmpere og aktivatorer. Antisense RNA har vist sig at undertrykke oversættelsen af LINE1-ORF2 domæne af Entamoeba histolytica., Men det er ikke bekræftet endnu, om dens cis-handler eller trans.

med hensyn til epigenetisk modifikation henviser cis-virkende til arten af disse Asrna ‘ er, der regulerer epigenetiske ændringer omkring loci, hvor de transkriberes. I stedet for at målrette individuelle mRNA’ er kan disse cis-virkende epigenetiske regulatorer rekruttere kromatinmodificerende en .ymer, som kan udøve virkninger på både transkriptionsloci og de nærliggende gener.

Trans-actingEdit

Trans-acting Asrna ‘ er transkriberes fra loci, der er distale fra målretningsgenerne., I modsætning til cis-virkende Asrna ‘er udviser de lav grad af komplementaritet med målgenet, men kan være længere end cis-virkende Asrna’ er. De kan også målrette mod flere loci. På grund af disse egenskaber ved transvirkende Asrna ‘ er danner de mindre stabile komplekser med deres målretningstranskripter og kræver undertiden aids fra RNA chaperonprotein, såsom hf., for at udøve deres funktioner. På grund af kompleksiteten af de transvirkende Asrna ‘ er betragtes de i øjeblikket som mindre druggable mål.,

FunctionEdit

epigenetisk reguleringredit

mange eksempler på Asrna ‘ er viser den hæmmende virkning på transkriptionsinitiering via epigenetiske modifikationer.

DNA-methyleringredit

DNA-methylering kan resultere i langsigtet nedregulering af specifikke gener., Undertrykkelse af funktionelle proteiner via Asrna-induceret DNA-methylering er fundet i flere humane sygdomme. I en klasse for alfa-thalassæmi, en form for blodsygdom, der har reduceret niveau af hæmoglobin, der fører til iltmangel i væv, hæmoglobin alpha1-gen (HBA1) er downregulated af en unormal udskrift af formodede RNA-bindende protein Luc7-lignende (LUC71), der fungerer som en asRNA at HBA1 og inducerer methylering af HBA1 promoter. Et andet eksempel er lyddæmpning af et tumorundertrykkende gen p15INK4b, også kaldet CDKN2B, ved akut lymfoblastisk leukæmi og akut myeloid leukæmi., Den asRNA, der er ansvarlig for denne tavshed effekt er antisense ikke-kodende RNA i BLÆK locus (ANRIL), som er udtrykt i samme locus, der koder for p15INK4b.

Histon modificationEdit

I eukaryote celler, DNA er tæt pakket af histoner. Modifikation på histoner kan ændre interaktioner med DNA, som yderligere kan inducere ændringer i genekspression. De biologiske konsekvenser af histonmethylering er kontekstafhængige., Generelt fører histonmethylering til genundertrykkelse, men genaktivering kan også opnås. Bevis har vist, at histonmethylering kan induceres af Asrna ‘ er. For eksempel, ANRIL, ud over evnen til at inducere DNA-methylering, kan også undertrykke den nærliggende gen af CDKN2B, CDKN2A, ved at rekruttere polycomb undertrykkende komplekse 2 (PRC2), som fører til histon metylering (H3K27me). Et andet klassisk eksempel er INAC-kromosominaktivering af .ist.

ANRIL induceret epigenetisk modifikation er et eksempel på cis-virkende epigenetisk regulering., Derudover kan Antisense RNA-induceret kromatinmodifikation være både transvirkende. For eksempel er Asrna HOTAIR i pattedyr transkriberet fra homeobo.C (ho .c) locus, men det rekrutterer PRC2 til Ho .d, som deponerer H3K27 og tavser Ho .d. HOTAIR er stærkt udtrykt i primære brysttumorer.

Co-transkriptionel regulationEdit

Epigenetiske regler, såsom DNA-methylering og histon metylering kan undertrykke genekspression ved at hæmme indledningen af transskription., Nogle gange kan genundertrykkelse imidlertid opnås ved for tidligt at afslutte eller bremse transkriptionsprocessen. AsRNAs kan være involveret i dette niveau af genregulering. For eksempel i bakterielle eller eukaryote celler, hvor komplekse RNA-polymeraser er til stede, kan tovejs transkription på samme sted føre til polymerasekollision og resultere i ophør af transkription. Selv når polymerasekollision er usandsynlig under svag transkription, kan polymerasepauser også forekomme, hvilket blokerer forlængelse og fører til genundertrykkelse., Et af eksemplerne er undertrykkelse af IME4-genet ved dets Asrna RME2. En anden måde at påvirke transkription co-transkriptionelt er ved at blokere splejsning. Et klassisk eksempel i human er homeink-finger E-bo.bindende homeobo. 2 gen (.eb2), som koder E-cadherin, en transkriptionel repressor. Effektiv oversættelse af mreb2 mRNA kræver tilstedeværelse af et internt ribosomindgangssted (IRES) i intron af mRNA ved 5′ – enden. Med Asrna AFEBEB2 udtrykkes, kan det maskere splejsningsstedet og opretholde irerne i mRNA, hvilket resulterer i en effektiv syntese af E-cadherin., Endelig, afhængigt af niveauet af Asrna udtryk, forskellige isoformer af sansen udskrift kan produceres. Derfor er Asrna afhængig regulering ikke begrænset til tænd/sluk-mekanisme; det præsenterer snarere et fint tonekontrolsystem.

post-transcriptional regulationEdit

den direkte post transcriptional modulation af asRNAs refererer til mRNA ‘ er, der målrettes direkte af asRNAs; således påvirkes oversættelsen. Nogle karakteristika ved denne type Asrna ‘er er beskrevet i cis – og transvirkende Asrna’ er., Denne mekanisme er relativt hurtig, fordi både målretningen mRNA og dens asRNA skal være til stede samtidigt i den samme celle. Som beskrevet i de cis-virkende Asrna ‘ er kan mRNA-Asrna-parringen resultere i blokering af ribosomindgang og RNase H-afhængig nedbrydning. Samlet set kan mRNA-målretning Asrna ‘er enten aktivere eller hæmme oversættelse af sansen mRNA’ er med hæmmende virkning som den mest rigelige.

terapeutisk potentialEdit

som et regulatorisk element har Asrna ‘ er mange fordele, der skal betragtes som et lægemiddelmål., Først og fremmest regulerer Asrna ‘ er genekspression på flere niveauer, herunder transkription, post-transkription og epigenetisk modifikation. For det andet er de cis-virkende Asrna ‘ er sekvensspecifikke og udviser høj grad af komplementaritet med målretningsgenerne. For det tredje er ekspressionsniveauet for Asrna ‘er meget lille sammenlignet med niveauet for de målrettede mRNA’ er; derfor er det kun en lille mængde Asrna ‘ er, der kræves for at give en effekt. Med hensyn til lægemiddelmål repræsenterer dette en enorm fordel, fordi kun en lav dosis er nødvendig for effektivitet.,

de seneste år har ideen om at målrette asRNAs for at øge genekspression på en locus-specifik måde været meget opmærksom. På grund af arten af lægemiddeludvikling er det altid lettere at få lægemidler til at fungere som do .nregulatorer eller hæmmere. Der er imidlertid et behov for at udvikle medikamenter, der kan aktivere eller opregulere genekspression, såsom tumorundertrykkende gener, neuroprotektive vækstfaktorer og gener, der findes tavset i visse Mendelske lidelser., I øjeblikket inkluderer fremgangsmåden til gendannelse af mangelfuld genekspression eller proteinfunktion en .ymerstatningsterapier, microRNA-terapier og levering af funktionel cDNA. Men hver bærer nogle ulemper. For eksempel kan det syntetiserede protein, der anvendes i en .ymerstatningsterapier, ofte ikke efterligne hele funktionen af det endogene protein. Derudover er en .ymerstatningsterapier livslang engagement og bærer en stor økonomisk byrde for patienten., På grund af locus-specifik karakter af Asrna ‘er og bevis for ændringer i Asrna-ekspression i mange sygdomme har der været forsøg på at designe enkeltstrengede oligonukleotider, benævnt antagonater, at hæmme Asrna’ er og i sidste ende øge specifik genekspression.

På trods af løfterne fra asRNAs som lægemiddelmål eller lægemiddelkandidater er der stadig nogle udfordringer, der skal løses. For det første kan Asrna ‘ er og antagonater let nedbrydes af RNase eller andre nedbrydende en .ymer. For at forhindre nedbrydning af de terapeutiske oliogonukleotider kræves der normalt kemisk modifikation., Den mest almindelige kemiske modifikation på oligonukleotiderne tilføjer en phosphorothioatforbindelse til rygbenene. Imidlertid kan phosphrothioatmodifikationen være proinflammatorisk. Bivirkninger, herunder feber, kulderystelser eller kvalme, er blevet observeret efter lokal injektion af phosphrothioat-modificerede oligonukleotider. For det andet udgør off-target-toksicitet også et stort problem. På trods af den lokusspecifikke karakter af de endogene Asrna ‘ er viste kun 10-50% syntetiserede oligonukleotider forventet målretningseffekt., En mulig årsag til dette problem er høje krav om strukturen af asRNAs at blive anerkendt af target sekvens og RNase H. En enkelt uoverensstemmelse kan resultere i forvrængning i den sekundære struktur og føre til off-target effekter. Endelig har kunstige Asrna ‘ er vist sig at have begrænset intracellulær optagelse. Selv om neuroner og glia har vist sig at have evnen til frit optagelse nøgen antisense oligonukleotider, en sporbar luftfartsselskaber, såsom virus og lipid vesikler stadig ville være ideel til at kontrollere og overvåge den intracellulære koncentration og stofskifte.