Splicarea, captarea și poliadenilarea sunt trei etape majore în procesarea ARN pre-messenger (ARN pre-messenger) în ARNm. Poliadenilarea (poli(A)) implică scindarea endonucleolitică a ARNm pre și adăugarea cozii poli(A) la locul de scindare . Pre-ARNm-ul individual conține, de obicei, câteva situsuri de clivaj/poliadenilare (C/P) (situsuri poliA sau pA) . Poliadenilarea alternativă (APA) poate produce în cele din urmă mai multe izoforme de poliadenilare a ARNm .

Potrivit înțelegerii actuale, APA este un proces cuprinzător realizat prin acțiuni coordonate de mai multe molecule mici. Factorii de procesare 3′ sunt țintele majore ale reglării APA . Procesarea tipică a APA include următoarele etape: (1) CFIm (factorul de clivaj I) se leagă de câmpul UGUA al ARN premergător în amonte de situsul pA și atrage CPSF (factorul de specificitate a clivajului și poliadenilării) și CSTF (factorul de stimulare a clivajului) să se adune la capătul ARN polimerazei II; (2) pe măsură ce ARN polimeraza II avansează, CPSF se leagă de secvența de semnal pA (de ex. AAUAAA), iar CSTF este transferat la noul precursor de ARNm, legându-se de secvența bogată în GU sau U; (3) CPSF și CSTF inițiază clivarea a ~ 35 de nucleozide după secvența semnal pA, iar proteina de legare a poliadenilării (PABPN1) din nucleu se va lega de secvența cozii de poliadenilare pentru a începe procesul PAP; (4) în timp ce poliadenilarea mediată de PAP continuă, se pregătesc cozi de adenozină de ~ 50-250 nucleotide (nt) (în funcție de specia organismului) și CPSF se disociază de secvența sa de legare; (5) PABPN1 funcționează ca un conducător molecular în timpul acestei progresii APA, definind momentul în care procesul de poliadenilare trebuie să se oprească; (6) PAP începe să se disocieze, deși PABPN1 continuă să își mențină statutul de legare. Combinația celor 6 pași de mai sus, împreună cu procesul de captare 5′, promovează maturarea ARNm și eventuala export din nucleu în citoplasmă.

Aproximativ 50 ~ 80% din transcriptele de ARNm de mamifere au mai mult de un situs pA . 3′-UTR-ul ARNm adăpostește elemente cheie de reglare a ARN-ului care determină când, unde și cât de mult va fi tradus transcris ARNm . APA este un mecanism crucial de reglare post-transcripțională a 3′-UTR. Izoformele APA 3′-UTR joacă diferite roluri în determinarea stabilității, localizării, timpului de înjumătățire și funcțiilor ARNm. În plus, studiile anterioare au demonstrat că APA este implicată în progresia bolii și în sensibilitatea la medicamente, în special pentru medicamentele care vizează modificatorii de cromatină . Deși cercetarea APA se află încă într-un stadiu incipient, efectul său unic de reglementare post-transcripțională îl face să fie potențial atât un biomarker pentru prognosticul și diagnosticarea cancerului, cât și o țintă pentru dezvoltarea de noi terapii țintă .

Cum modulează APA pre-ARNm

În funcție de localizările pAs, APA poate fi clasificat în două categorii majore: UTR-APA (Fig. 1a) și regiunea de codificare-APA (CR-APA) (Fig. 1b-d). Pentru CR-APA, pAs alternative sunt localizate în exoni sau introni. Prin urmare, CR-APA afectează regiunile codificatoare prin splicing alternativ (AS), ceea ce duce la generarea de izoforme proteice cu terminale C distincte . În cazul UTR-APA, PSA-urile alternative sunt localizate în 3′-UTR, ceea ce conduce la produse de transcripție care conțin același cadru de codificare, dar 3′-UTR-uri variabile. Studii anterioare au sugerat că evenimentele globale UTR-APA sunt specifice țesutului, scurtarea3′-UTR fiind corelată pozitiv cu proliferarea celulară și negativ cu diferențierea celulară .

Complexul de procesare 3′ al ARNm este format din mai multe elemente, inclusiv secvența canonică de semnal poli(A) AAUAAA sau variantele sale apropiate (e.ex. AAAUAA, AUAAAA, AUUAAA, AUUAAA, AUAAAU, AUAAAG, CAAUAA, UAAUAA, AUAAAC, AAAAUA, AAAAAA, AAAAAG), care sunt utilizate cu frecvențe variabile în întregul genom, de obicei la o distanță de 15-50 nts de la situl pA . Elementele UGUA sunt adesea situate în amonte de situl pA, elementele bogate în U sunt situate în apropierea sitului pA, iar elementele bogate în U/GU sunt situate la ~ 100 nts în aval de situl pA. Cu toate acestea, ~ 20% din semnalele poli(A) umane nu sunt înconjurate de regiuni bogate în U-/GU .

Dintre cei 80 de factori de bază din celulele mamiferelor, aproximativ 20 dintre ei sunt implicați în mecanismul C/P . În general, acești factori de bază pot fi împărțiți în patru elemente după cum urmează (Fig. 2) :

CPSF (factor de specificitate a clivajului și poliadenilării) este compus din CPSF1-CPSF4 (cunoscut și sub numele de CPSF160, CPSF100, CPSF73 și CPSF30), WDR33 și FIP1L1 (cunoscut și sub numele de Fip1) . Înțelegerea actuală este că WDR33 și CPSF4 interacționează direct cu pAs, iar CPSF3 realizează scindarea endonucleolitică . Lucrând ca un complex, CPSF recunoaște secvența de semnal de poliadenilare AAUAAA și scindează ARNm-ul premergător. Acest lucru oferă o specificitate a secvenței care poate juca un rol important în reglarea selecției situsului pA, a expresiei genice, a migrației celulelor canceroase, a metastazelor și, în cele din urmă, a rezultatului bolii . Ca parte a complexului CPSF, CPSF73 este o endonuclează care scindează ARNm la locul pA . Cu toate acestea, în condiții de stres oxidativ, CPSF73 se translocă din nucleu în citosol și provoacă o inhibiție semnificativă a activității de poliadenilare în cancerele de prostată . Mai mult decât atât, Fip1, un membru al complexului CPSF, servește potențial ca regulator al auto-reînnoirii celulare. Într-adevăr, depleția Fip1 în celulele stem embrionare de șoarece (ESC) duce la pierderea stării de nediferențiere celulară și a capacității de auto-reînnoire datorită utilizării situsului poli(A) distal preferat (dpA), ceea ce duce, în cele din urmă, la prelungirea 3′-UTR a genelor selectate care determină destinul celular .

CSTF (factor de stimulare a clivajului) este compus din CSTF1, CSTF2 și CSTF3 (50 kDa, 64 kDa și, respectiv, 77 kDa) și joacă un rol cheie în reacția de clivaj . Complexul CSTF se poate lega de câmpul bogat în U sau GU din aval de locul de clivaj pentru a stimula clivarea. De exemplu, CSTF2, cunoscut și sub numele de CSTF64, interacționează direct cu regiunea bogată în U/GU pentru a modula eficiența procesării 3′-terminale . Unele studii au raportat că CSTF nu numai că promovează utilizarea pAs, dar afectează și proliferarea celulară și acționează potențial ca biomarker al invaziei cancerului și al prognosticului . CSTF64 acționează ca un factor esențial de poliadenilare și un regulator principal al scurtării 3′-UTR în mai multe tipuri de tumori. S-a constatat că expresia CSTF64 este asociată cu un prognostic negativ al cancerului pulmonar, iar supraexpresia CSTF64 a favorizat proliferarea și invazia celulelor canceroase pulmonare.

CFI și CFII (factori de clivaj I și II) sunt compuși din CFIm25 (cunoscut și sub numele de NUDT21/nudix hidrolază 21/CPSF5), CFIm59 și CFIm68, care se leagă în amonte de motivul conservat UGUA pentru a media reacția de clivaj. Legătura CFIm poate funcționa ca un determinant primar al situsurilor pA, prin ruperea în buclă a unei întregi regiuni pA, inducând astfel selectarea unui situs APA . Alte proteine, inclusiv symplekin, poli(A) polimeraza (PAP) și proteina de legare a poli(A) (PAB), pot reglementa, de asemenea, selecția situsului APA. PAB-urile (PABII, RBBP6, PABPN1) se leagă de coada poli(A) în creștere, împiedicând interacțiunea dintre CPSF și poli(A) polimeraza. Aceste activități au loc în principal atunci când coada este de ~ 250 nts și al căror scop este de a controla lungimea cozii poli(A) în timp ce APA este în progresie .

Factorii implicați în mașinăria C/P participă de obicei la reglarea APA. Printre aceștia, CFIm25 a fost identificat ca fiind principalul regulator global al APA, a cărui reducere nu numai că induce o trecere globală la utilizarea semnalului poli(A) proximal, dar sporește și stabilitatea și expresia genei țintă . Huang et al. au raportat că reducerea CFIm25 crește semnificativ nivelurile de transcriere ale CCND1 și GSK3β, în plus față de scăderea utilizării dPAS de către mai mulți oncogeni (IGF1R, CCND1 și GSK3β). Mai mult, analizele ontologice genetice (GO) au demonstrat că CFIm25 nu numai că modulează APA prin intermediul căilor de semnalizare MAPK, dar este, de asemenea, legată de căile de semnalizare asociate cu cancerul și de semnalizare a ubiquitinării proteinelor . Mai mult, epuizarea CFIm25 și CFIm68, dar nu și a CFIm59, duce la selectarea proximală a situsului de poliadenilare în celulele HEK293 . Cu toate acestea, Xia et al. au raportat că nu există diferențe de exprimare a CFIm25 între țesuturile tumorale și cele sănătoase . Kubo și colab. au raportat, de asemenea, că este posibil ca CFIm să nu aibă un rol în selectarea situsului de poli(A) . În plus, Takagaki și colab. au demonstrat că CSTF64 este primul factor în procesarea capătului 3′ al APA și că IgM poate folosi APA pentru a activa celulele B de șoarece . Deși se pare că CFIm joacă un rol cheie în reglarea APA, rolul său exact rămâne încă neclar .

Proteinele de legare a ARN (RBP) pot afecta, de asemenea, capacitatea APA de a ținti ARNm prin competiția cu proteinele mașinăriei de poliadenilare sau prin creșterea legăturii acestora cu site-urile lor țintă . Xiang et al. au analizat profilurile APA globale dintr-o bază de date mare din diferite tipuri de cancer și au sugerat că PABPN1 este regulatorul principal al profilului APA în diferite tipuri de cancer. Un set de date CTRP a demonstrat că expresia PABPN1 este corelată statistic cu sensibilitatea față de 31 de medicamente . RBPs poate funcționa singur pentru a împiedica legarea altor factori APA la situsurile poli(A) proximale sau poate afecta selecția APA prin rolul său în menținerea stabilității ARN . Mai mult, RBPs pot regla profilul dinamic al APA și pot promova tranziția de la mitoză la meioză .

Cum este reglementată APA

APA este un proces biologic molecular foarte cuprinzător, care implică numeroase elemente celulare. În prezent, încă nu știm prea multe despre acest proces biologic unic. Cu toate acestea, situația s-a îmbunătățit rapid într-o perioadă foarte scurtă de timp, după ce comunitatea științifică a sesizat importanța APA în biologia celulară și rolul său potențial ca o nouă țintă pentru terapia cancerului. APA este un proces coordonat din punct de vedere dinamic și spațio-temporal de numeroși factori de bază. De exemplu, CFIm se poate lega de o secvență specifică de ARN dintr-un ARN premergător și apoi recrutează factorul de bază CPSF prin interacțiunea sa cu o subunitate CPSF, hFip15 . CSTF-64 poate interacționa cu CPSF73, dar nu și cu CFIm25. S-a observat că atât nivelul CSTF64, cât și cel al CPSF73 sunt crescute în celulele care migrează în țesutul sănătos, dar nu și pentru nivelul CFIm25 . CFIm este implicat în etapa timpurie a asamblării complexului de procesare 3′ a ARNm-ului premergător prin stimularea sau suprimarea alternativă a clivajului și a adaosului de poli(A), în funcție de nivelurile propriilor săi factori de bază sau ale altor factori de bază și de secvența de ARN care înconjoară site-urile potențiale de clivaj .

În afară de factorii de bază, o varietate de condiții fiziologice participă, de asemenea, la reglarea APA, cum ar fi structura locală a cromatinei, poziționarea nucleozomilor, metilarea ADN-ului și modificările histonice . În mod interesant, unii factori care participă la captarea 5′-terminală pot influența, de asemenea, eficiența atât a clivajului, cât și a poliadenilării .

În plus, APA poate fi reglată la nivelul transcripției. Mașinăria de transcripție, cum ar fi inițierea transcripției, progresia și splicingul, este probabil să afecteze eficiența și specificitatea poliadenilării . Prin urmare, investigarea asocierii dintre elementele de secvență specifice din regiunea promotoare și selecția situsului poli(A) ne va ajuta foarte mult în descoperirea mecanismului care stă la baza acestui fenomen interesant, ceea ce ar putea contribui la dezvoltarea unei noi strategii de terapie a cancerului .

Cum se analizează APA din punct de vedere metodologic

De când au fost observate, în 1980, efectele poli(A) în codificarea genei IgM și a dihidrofolat reductazei (DHFR), au fost dezvoltate o serie de metode și strategii de cercetare riguroase pentru a identifica și studia APA, cum ar fi tehnologia de secvențiere de generație următoare (NGS) Poly(A)-ClickSeq . Cu sprijinul acestor metodologii noi, în special cu avansul tehnologiei NGS și acumularea rapidă de date de secvențiere a acestor variante de expresie genetică, bazele de date genetice pA determinate experimental sunt în continuă expansiune .

Pe baza protocoalelor ARN-seq îmbogățite în 3′, metodele de analiză a APA pot fi clasificate în principal în două categorii: metode bazate pe amorsarea cu oligo (dT) și metode bazate pe manipularea ARN . Deoarece numai citirile cartografiate la extremitățile 3′ -terminale ale ARNm sunt utile pentru descoperirea APA, numărul de citiri a limitat aceste metode. În cazul în care acoperirea citirilor la 5′- și 3′-terminale este scăzută, RNA-seq nu va fi adecvată pentru identificarea precisă și extensivă a APP. În plus, o altă provocare este de a rezolva ambiguitatea de cartografiere a citirilor din cauza suprapunerii transcripțiilor de izoforme. Deși are o limitare în ceea ce privește lungimea de citire, au fost dezvoltați o serie de algoritmi RNA-seq pentru a cuantifica modificările relative ale lungimii 3′-UTR și, prin urmare, pentru a prezice evenimentele APA. De asemenea, în ultimii ani au fost elaborate mai multe metode și algoritmi de detectare a pA și de analiză a APA, cum ar fi Dynamic Analyses of Alternative PolyA Adenylation (DaPars), 3USS, MISO, Roar, QAPA și Change Points . O analiză din 2019 realizată de Gruber și Zavolaneloquent a comparat aceste metode .

DaPars este cea mai populară metodă de analiză a datelor dintre ele, deși QAPA este mai eficientă și mai sensibilă . DaPars identifică pAs distale pe baza datelor RNA-seq, iar apoi utilizează un model de regresie pentru a efectua identificarea și cuantificarea de novo a evenimentelor APA dinamice între două condiții, indiferent de orice adnotare APA anterioară. Probabilitatea de a produce lecturi secvențiate este unificată între izoformele individuale. APA-urile se prezintă în poziții de-a lungul locațiilor genice care prezintă o scădere distinctă a acoperirii citirilor RNA-seq . După corectarea potențialului bias de neuniformitate RNA-seq de-a lungul corpului genei, poate fi identificată locația exactă a situsului APA proximal, iar apoi vor fi detectate APA-urile dinamice semnificative din punct de vedere statistic și activitățile acestora. Inovația metodologică cheie a DaPars este inferența directă a evenimentelor APA de novo din datele RNA-seq existente, fără a se baza pe experimente suplimentare. Un alt avantaj al DaPars este acela că poate rezolva suprapunerea genelor vecine care ar putea da rezultate fals pozitive prin creșterea pragurilor. Cu toate acestea, din cauza acoperirii neuniforme a citirilor de-a lungul lociilor, această metodă limitează acuratețea detectării de novo a situsului poli(A) prin creșterea ratei de rezultate fals pozitive.

QAPA deduce cantitativ APA din datele RNA-seq convenționale prin estimarea directă a expresiei absolute a izoformei alternative 3′-UTR. Acesta calculează apoi expresia relativă a fiecărei izoforme între toate izoformele pentru a evalua APA . Limitarea QAPA constă în faptul că are nevoie de pA pre-definite. Cu toate acestea, această problemă poate fi atenuată prin generarea unei resurse extinse de pAs adnotate care încorporează date din 3′-UTR RNA-seq și din alte resurse. Din cauza tendințelor de acoperire a citirii la extremitatea 3′-terminală a transcriptelor, a randamentelor slabe ale citirilor care conțin cozi poli(A) netemplate și a ambiguității cartografierii citirilor în cazul izoformelor de transcripte care se suprapun, metodele bazate pe date canonice de ARN-seq sunt limitate în încercarea de a cartografia cu precizie a pAs . Cu toate acestea, odată cu avansul tehnologiei moleculare, metodele de studiere a APA au fost în continuă creștere. Wang et al. au utilizat metodologia CRISPR/Cas9 pentru a studia funcția biologică a APA prin editarea semnalului poli(A) slab la un semnal poli(A) canonic și direcționarea semnalelor pentru a viza situsuri poli(A) specifice .

În concluzie, fiecare dintre metodele de analiză APA disponibile în prezent are avantajele și limitările sale. Strategiile analitice bazate pe datele ARN-seq canonice sunt cele mai utilizate în cadrul comunității de cercetare APA.

Studiul la nivel de celulă unică Avantajul abordării cu o singură celulă este că poate reduce semnificativ zgomotul de fond din celulele în vrac care conțin un amestec de material ARN extras din celule provenite din diferite țesuturi sau diferențieri.

Cu dezvoltarea tehnologiei de analiză cu o singură celulă, variațiile APA între celule au fost recent investigate . Deși cercetarea APA cu o singură celulă a fost rareori efectuată pe scară largă, această tehnică funcționează pe o adâncime mare și pe întreaga lungime a ARN-seq cu o singură celulă (scRNA-seq), ceea ce o face un instrument posibil pentru a analiza cu precizie APA. Jingle Bells și scRNA-SeqDB (https://bioinfo.uth.edu/scrnaseqdb/) au utilizat seturi de date scRNA-seq pentru a investiga o varietate de tipuri de cancer . Ye et al. au raportat utilizarea datelor scRNA-seq pentru a investiga variațiile dinamice de utilizare a APA în diferite tipuri de celule mononucleare din măduva osoasă de la o colecție mare de eșantioane care conținea atât controale sănătoase, cât și pacienți cu LMA. Aceștia au constatat că, în comparație cu persoanele sănătoase, pacienții cu LMA par să aibă o diversitate APA mai mică în cadrul a opt tipuri diferite de celule. Ei au dezvăluit, de asemenea, o implicare extinsă a reglării APA în eritropoieză în timpul progresiei leucemiei la nivel de celulă unică . Analizând 515 seturi de date scRNA-seq extrase de la 11 pacienți cu cancer de sân, Kim et al. au raportat că APA specifice tipului de celulă pot fi identificate la nivel de celulă unică pe baza variației lungimii 3′-UTR în combinație cu nivelul de expresie a genelor și modelele APA. Mai mult decât atât, aceștia au demonstrat că semnăturile APA specifice imunității în cancerul de sân pot fi potențial utilizate ca marker de prognostic pentru cancerele de sân în stadiu incipient.

APA și splicingul alternativ: Deși există diferențe semnificative între APA și splicingul alternativ (AS), atât APA, cât și AS pot genera diverse izoforme, chiar interacționând între ele în timpul procesului de pre-ARNm. În plus, în timp ce APA are patru izoforme tipice, AS are șase (Fig. 2). Mai multe analize aprofundate ale datelor transcriptomice din diferite țesuturi umane și linii celulare au dezvăluit o corelație puternică între APA și AS . În cazul în care pA se află în cadrul exonului terminal, APA poate acționa ca un tip special de AS, numit CR-APA, care nu poate poseda un codon de oprire în cadru sau 3′-UTR și este probabil să fie degradat rapid prin procesul de descompunere a ARNm mediat de codul non-stop (Fig. 1b) . Shen et al. au raportat că APA și factorul de splicing SRSF3 au lucrat împreună pentru a modula procesul de îmbătrânire celulară . În timp ce APA poate juca un rol în unele AS mediate de factori de splicing, factorii de splicing pot, de asemenea, să lucreze cu elemente APA pentru a ajuta în acest proces. De exemplu, U2AF2 și RBP sunt capabili să interacționeze și să recruteze CFI pentru a facilita formarea 3′-terminalului în apropierea traiectelor de polipirimidină . Mai mult, complexul CPSF poate interacționa cu factorul de splicing TFIID (factorul de transcripție II D) în reglarea ARN polimerazei II . S-a observat, de asemenea, că U1 snRNP (mica ribonucleoproteină nucleară) poate acționa în cadrul intronilor prin suprimarea clivajului prematur și a poliadenilării. Depleția U1 duce, de asemenea, la activarea semnalelor poli(A) ale intronilor și provoacă APA la nivelul întregului genom .

AS și APA concurează, de asemenea, reciproc în timp ce în CR-APA. De exemplu, ablația factorului de splicing 3B subunitatea1 (o componentă a U2 snRNP, denumită și SF3b1) poate activa PAS intron. U1 snRNP poate, de asemenea, influența în mod independent activitățile de splicing APA . Deoarece U1 snRNP se poate lega de regiunea 5′-terminală a transcrisului și poate bloca recunoașterea potențialului factor de clivaj, reducerea U1 snRNP crește utilizarea situsurilor pA în cadrul intronilor apropiați de acea zonă a transcrisului . Cu toate acestea, Movassat și colab. au demonstrat că asocierea dintre APA și AS este limitată la intronii terminali . Ei au demonstrat, de asemenea, că reducerea CstF64 poate influența indirect AS a hnRNP A2/B1, dar nu și APA, în celulele HeLa .

Cum reglează APA ciclul celular

Există multe gene, inclusiv TP53, CDC6 (ciclul 6 de diviziune celulară), CyclinD1 (CCND1) și CDK (kinaza dependentă de ciclină), sunt asociate cu punctele de control ale ciclului celular și reglează progresia ciclului celular. Deoarece pre-ARNm are, de obicei, mai mult de un situs pA, produsele genice relevante pentru ciclul celular sunt modulate de mecanismul APA și generează diverși izomeri. Scurtarea 3′-UTR a CDC6, un regulator major al replicării ADN, este legată de niveluri mai ridicate ale proteinei CDC6 și de o intrare mai mare în faza S în celulele cancerului de sân . Ciclina D1, care joacă un rol critic în promovarea tranziției de fază G1-S în multe tipuri de celule, este supusă reglementării APA prin intermediul mecanismelor UTR-APA și CR-APA . În plus, Xiang et al. au examinat primele 10% din toate cele 20.532 de gene asociate cu evenimente APA și au observat că majoritatea acestor gene participă la activități legate de structura cromatinei, sugerând o relație între procesarea APA și modificarea structurii cromatinei . Mitra et al. au descoperit că APA acționează ca o legătură între ciclul celular și migrația tisulară prin analizarea rănilor excizionale dermice la șoareci . Aceștia au demonstrat că celulele proliferante adiacente rănilor exprimă niveluri mai ridicate de factori APA decât fibroblastele quiescente din pielea nevătămată. S-a constatat că PIGN, care reglează ciclul celular prin interacțiunea cu proteinele punctului de control al asamblării fusului, conține 6 situsuri pA în 3′-UTR-ul său (Fig. 3) .

Cum interacționează APA cu miARN în modulația post-transcripțională

Mai mult de 50% din microARN-urile conservate (miARN-uri) țintesc situsuri care rezidă în aval de pAs proximale în genele mamiferelor. Ca urmare, UTR-APA joacă un rol cheie în reglarea interacțiunii dintre transcripte și miARNs . APA este identificat recent ca fiind un mecanism larg răspândit care controlează stabilitatea și expresia genelor. Locurile de direcționare a miARN-urilor sunt localizate în cea mai mare parte în 3′-UTR . Transcriptele cu o lungime mai mică a 3′-UTR sunt, de obicei, mai stabile datorită pierderii situsurilor de direcționare pentru miARN-uri. S-a demonstrat anterior că APA este un mecanism de reglementare crucial în mai multe tipuri de cancer, cum ar fi tumorile de glioblastom, carcinomul hepatocelular, cancerul de prostată și cancerul de sân . Cu toate acestea, Gruber și colab. au raportat că scurtarea 3′-UTR are doar un impact limitat asupra proliferării limfocitelor T murine și umane. De asemenea, a arătat că nu fiecare eveniment APA se referă la niveluri mai ridicate de proteine . Mai multe studii au raportat că efectele APA asupra stabilității ARNm și a încărcării ribozomilor sunt marginale, în funcție de expresia miARN specifică tipului de celulă și de disponibilitatea proteinelor de legare a ARN . Un exemplu tipic este reglarea expresiei genei PAX3. PAX3 este un regulator major al diferențierii miogenice, al cărui transcript are un situs țintă miR-206 în 3′-UTR. Cu toate acestea, izoformele PAX3 prezintă modele de diferențiere variante în diferite tipuri de mușchi .

APA poate, de asemenea, să moduleze țintele miARN care sunt localizate în introni. Gena ZFR este țintită de miARN-ul său intronic (miR-579) în linia celulară U87. Hinske et al. au raportat, de asemenea, că semnalul APA joacă un rol în furnizarea de feedback negativ miARN la gena ZFP .

APA afectează expresia genei nu numai prin scurtarea 3′-UTR pentru a elimina situsurile de țintire miARN, ci și prin alte mecanisme moleculare. Masamha et al. au raportat că CFIm25 și miR-23 au fost independenți în suprimarea expresiei 3′-UTR-urilor uneia dintre izoformele glutaminazei . Prin urmare, deși ARNm scapă de suprimarea miARN prin scurtarea 3′-UTR pentru a elimina situsul țintă al miARN (un mecanism canonic de APA), coexistă și alte mecanisme de interacțiune între APA și miARN.

Prospecte

APA este un domeniu de cercetare biomedicală relativ nou. Deși în ultimii ani am realizat unele realizări de referință în cercetarea APA, rămân multe de elucidat (Fig. 4). În ultimii ani, studiile privind APA s-au concentrat pe acțiunile directe ale diverșilor factori de trans-activare. Se speră că viitoarele cercetări se vor concentra pe reglarea semnalului acestor factori de trans-acțiune la nivel molecular și celular. Se știe că APA joacă roluri cruciale în editarea pre-ARNm și în determinarea specificității și stabilității izoformelor ARNm ulterioare. APA participă la modularea răspunsului imunitar antiviral înnăscut, la reglarea inițierii și prognosticului cancerului și la dezvoltarea rezistenței la medicamente. Între timp, APA se comportă diferit în funcție de fiecare genă, tip de celulă, tip de țesut și chiar de boală. Înțelegerea APA și a mecanismelor sale cuprinzătoare de reglementare în bolile umane va deschide un nou cadru pentru urmărirea medicinei de precizie și a medicinei personalizate.

.