Antisense RNA

Antisense RNA ‘ s kunnen op verschillende manieren worden geclassificeerd. In termen van regelgevende mechanismen, sommige auteur groep asRNAs in RNA-DNA interacties, RNA-RNA interacties of in kern of cytoplasma en RNA-eiwit interacties (epigenetisch). Antisense RNAs kan door het type van de promotors worden gecategoriseerd die uitdrukking van asRNAs initiëren: onafhankelijke promotors, gedeelde bidirectionele promotors of cryptische promotors. In termen van lengte, hoewel asRNA in het algemeen onder lncRNAs wordt geclassificeerd, zijn er korte asRNAs met lengte van minder dan 200 basisparen., Omdat het regelgevende mechanisme van asRNAs om species-specifiek wordt gevonden te zijn, kan asRNAs ook door species worden geclassificeerd. Één van de gemeenschappelijke manieren om asRNAs te classificeren is door waar asRNAs relatief aan hun doelgenen transcriberen zijn: cis-handelt en trans-handelt.

Cis-actingEdit

Cis-acting Asrna ‘ s worden getranscribeerd uit de tegenovergestelde streng van het doelgen op de locatie van het doelgen. Zij tonen vaak hoge graad of volledige complementariteit met het doelgen., Als cis-handelt asRNA genuitdrukking regelt door mRNA te richten, kan het individuele mRNA slechts richten. Op interactie met het richten van mRNAs, kan cis-acting asRNAs of ribosoomband blokkeren of RNAase rekruteren om het richten van mRNAs te degraderen. Bijgevolg is de functie van deze cis-acting asRNAs om vertaling van het richten mRNAs te onderdrukken. Naast cis-acting asRNAs die mRNAs richten, zijn er CIS-acting epigenetische geluiddempers en activators. Het is aangetoond dat Antisense RNA de vertaling van LINE1-ORF2 domein van Entamoeba histolytica onderdrukt., Het is echter nog niet bevestigd of zijn cis-acting of trans.

in termen van epigenetische modificatie verwijst cis-acting naar de aard van deze Asrna ‘ s die epigenetische veranderingen regelen rond de loci waar ze worden getranscribeerd. In plaats van individuele mRNAs te richten, kunnen deze cis-handelt epigenetische regelgevers chromatin het wijzigen enzymen rekruteren die gevolgen op zowel de transcriptieloci als de naburige genen kunnen uitoefenen.

Trans-actingEdit

Trans-acting Asrna ‘ s worden getranscribeerd uit loci die distaal zijn van de doelgenen., In tegenstelling tot cis-acting asRNAs, tonen zij lage graad van complementariteit met het doelgen maar kunnen langer zijn dan cis-acting asRNAs. Ze kunnen ook meerdere loci richten. Wegens deze eigenschappen van trans-acting asRNAs, vormen zij minder stabiele complexen met hun het richten transcripten en vereisen soms aids van de chaperoneproteã ne van RNA zoals Hfq om hun functies uit te oefenen. Vanwege de complexiteit van de trans-acting asRNAs, worden ze momenteel beschouwd als minder droggable targets.,

FunctionEdit

epigenetische Regulatie edit

veel voorbeelden van Asrna ‘ s tonen het remmende effect op transcriptie initiatie via epigenetische modificaties.

DNA methylering

DNA methylering kan resulteren in langdurige downregulatie van specifieke genen., De onderdrukking van functionele proteã nen via Asrna veroorzaakte methylation van DNA is gevonden in verscheidene menselijke ziekte. In een klasse van alfa-thalassemie, een type van bloedwanorde die verminderd niveau van hemoglobine leidt tot onvoldoende zuurstof in de weefsels, wordt het alfa1-gen van hemoglobine (HBA1) downregulated door een abnormaal transcript van vermoedelijk RNA-bindend eiwit Luc7-achtig (LUC71) dat als asRNA aan HBA1 dient en methylatie van de promotor van HBA1 induceert. Een ander voorbeeld is het tot zwijgen brengen van een gen p15ink4b van het tumorontstoringsapparaat, ook genoemd CDKN2B, in scherpe lymfoblastic leukemie en scherpe myeloid leukemie., De asRNA die verantwoordelijk is voor dit geluiddempende effect is antisense niet-coderend RNA in de inkt locus (ANRIL), die wordt uitgedrukt in dezelfde locus die codeert voor p15INK4b.

Histone modificationEdit

in eukaryotische cellen is DNA stevig verpakt door histonen. De wijziging op histones kan interactie met DNA veranderen die veranderingen in genuitdrukking verder kan veroorzaken. De biologische gevolgen van Histon methylation zijn contextafhankelijk., In het algemeen, leidt histone methylation tot genonderdrukking maar de genactivering kan ook worden bereikt. Het bewijsmateriaal heeft histone methylation getoond kan door asRNAs worden veroorzaakt. Bijvoorbeeld, kan ANRIL, naast de capaciteit om methylation van DNA te veroorzaken, ook het naburige gen van CDKN2B, CDKN2A onderdrukken, door polycomb repressieve complexe 2 (PRC2) te rekruteren die tot histone methylation (H3K27me) leidt. Een ander klassiek voorbeeld is de chromosoominactivering van Xist door XIST.

anril-geïnduceerde epigenetische modificatie is een voorbeeld van een cis-werkende epigenetische Regulatie., Bovendien kan Antisense RNA-geïnduceerde chromatine modificatie zowel transwerkend zijn. Bijvoorbeeld, in zoogdieren, wordt de Asrna HOTAIR getranscribeerd van homeobox C (HOXC) locus maar het rekruteert PRC2 aan HOXD die h3k27 afzet en hoxd stilt. HOTAIR wordt sterk uitgedrukt in primaire borsttumoren.

Co-transcriptionele regulatiedit

epigenetische regulaties zoals DNA methylering en Histon methylering kunnen de genexpressie onderdrukken door de initiatie van transcriptie te remmen., Soms, echter, kan de genonderdrukking worden bereikt door het transcriptieproces voortijdig te beëindigen of te vertragen. AsRNAs kan bij dit niveau van genverordening worden betrokken. Bijvoorbeeld, in bacteriële of eukaryotic cellen waar de complexe polymerases van RNA aanwezig zijn, kan de bidirectionele transcriptie bij dezelfde plaats tot polymerasebotsing leiden en in de beëindiging van transcriptie resulteren. Zelfs wanneer de botsing van de polymerase tijdens zwakke transcriptie onwaarschijnlijk is, kan de polymerasepauze ook voorkomen die verlenging blokkeert en tot genonderdrukking leidt., Een van de voorbeelden is onderdrukking van ime4 gen door zijn asRNA RME2. Een andere manier om transcriptie co-transcriptioneel te beïnvloeden is door het blokkeren van splicing. Een klassiek voorbeeld in de mens is zink-vinger e-box binding homeobox 2 gen (ZEB2) die codeert E-cadherin, een transcriptionele repressor. De efficiënte vertaling van zeb2 mRNA vereist de aanwezigheid van een interne plaats van de ribosoomingang (IRES) in intron van mRNA aan eind 5. Met asRNA van zeb2 wordt uitgedrukt, kan het de verbindende plaats maskeren en IRES in mRNA handhaven die in een efficiënte synthese van e-cadherin resulteert., Ten slotte, afhankelijk van het niveau van Asrna expressie, kunnen verschillende isovormen van het sense transcript worden geproduceerd. Daarom, asRNA afhankelijke regelgeving is niet beperkt tot aan / uit mechanisme; eerder, het presenteert een fijne Toonregeling systeem.

Post-transcriptional regulationEdit

de directe post-transcriptional modulatie door Asrna ’s verwijst naar mRNA’ s die rechtstreeks door Asrna ‘ s worden bedoeld; de vertaling wordt dus beïnvloed. Sommige kenmerken van dit type van asRNAs worden beschreven in cis – en trans – acting asRNAs., Dit mechanisme is vrij snel omdat zowel het richten mRNA als zijn asRNA gelijktijdig in dezelfde cel moeten aanwezig zijn. Zoals beschreven in cis-acting asRNAs, mRNA-asRNA het in paren rangschikken kan in verstopping van ribosoomingang en RNase h afhankelijke degradatie resulteren. Globaal, kan mRNA-richtend asRNAs of vertaling van de Betekenis mRNAs met remmend effect activeren of verhinderen die het overvloedigst zijn.

therapeutisch potentiëledit

als regulerend element hebben asRNAs vele voordelen om als geneesmiddeldoel te worden beschouwd., Allereerst, regelt asRNAs genuitdrukking op veelvoudige niveaus met inbegrip van transcriptie, post-transcriptie en epigenetische wijziging. Ten tweede, cis-acting asRNAs zijn opeenvolgingsspecifieke en stelt hoge graad van complementariteit met de het richten genen tentoon. Ten derde, is het uitdrukkingsniveau van asRNAs zeer klein in vergelijking met dat van het richten van mRNAs; daarom, wordt slechts kleine hoeveelheid asRNAs vereist om een effect te veroorzaken. In termen van drugdoelstellingen, vertegenwoordigt dit een groot voordeel omdat slechts een lage dosering voor doeltreffendheid vereist is.,de laatste jaren heeft het idee om asRNAs te richten om genexpressie op een locus specifieke manier te verhogen veel aandacht getrokken. Vanwege de aard van de ontwikkeling van geneesmiddelen is het altijd gemakkelijker om geneesmiddelen te laten functioneren als downregulatoren of remmers. Nochtans, is er een behoefte in het ontwikkelen van drugs die genuitdrukking zoals de genen van het tumorontstoringsapparaat, neuroprotective de groeifactoren en genen kunnen activeren of upregulate die in bepaalde Mendeliaanse wanorde tot zwijgen worden gebracht., Momenteel, omvat de benadering om deficiënte genuitdrukking of eiwitfunctie te herstellen enzymvervangingstherapieën, microRNA-therapieën en levering van functionele cDNA. Echter, elk draagt een aantal nadelen. Bijvoorbeeld, kan de gesynthetiseerde die proteã ne in de therapie van de enzymvervanging vaak niet de gehele functie van de endogene proteã ne nabootsen wordt gebruikt. Bovendien zijn enzymvervangende therapieën een levenslange inzet en dragen ze een grote financiële last voor de patiënt., Wegens de locus specifieke aard van asRNAs en bewijzen van veranderingen in Asrna uitdrukking in vele ziekten, zijn er pogingen geweest om enige vastgelopen oligonucleotides te ontwerpen, als antagonaten worden bedoeld, om asRNAs te remmen en uiteindelijk om specifieke genuitdrukking te verhogen.

ondanks de beloften van Asrna ‘ s als drugsdoelwitten of drugskandidaten, zijn er nog enkele uitdagingen die moeten worden aangepakt. Allereerst kunnen asRNAs en antagonaten gemakkelijk door RNase of andere degraderende enzymen worden gedegradeerd. Om degradatie van de therapeutische oliogonucleotiden te verhinderen, wordt chemische wijziging gewoonlijk vereist., De gemeenschappelijkste chemische wijziging op oligonucleotides voegt een phosphorothioate verbinding aan de backbones toe. Nochtans, kan de phosphrothioate modificatie Pro-inflammatory zijn. Bijwerkingen zoals koorts, rillingen of misselijkheid zijn waargenomen na lokale injectie van fosfrothioaat gemodificeerde oligonucleotiden. In de tweede plaats vormt toxiciteit buiten het doel een groot probleem. Ondanks de locus-specifieke aard van de endogene asRNAs, toonde slechts 10-50% gesynthetiseerde oligonucleotiden verwacht doelgericht effect., Een mogelijke reden voor dit probleem is het hoge vereiste op de structuur van asRNAs dat door de doelopeenvolging en RNase H. moet worden erkend.een enkele mismatch kan in vervorming in de secundaire structuur resulteren en tot doelgevolgen leiden. Ten slotte is kunstmatige asRNAs getoond om beperkt intracellular opname te hebben. Hoewel de neuronen en glia zijn getoond om de capaciteit te hebben om naakte antisense oligonucleotides vrij te begrijpen, zouden traceerbare dragers zoals virus en lipideblaasjes nog ideaal zijn om de intracellular concentratie en metabolisme te controleren en te controleren.