Identificação de LncRNAs contendo sítios para pumilio : análise in sílico da expressão diferencial, co-expressão de seus alvos e impacto na sobrevida em diferentes tipos de câncer

Abstract

Resumo: Os RNAs longos não codificantes (lncRNA) representam uma família heterogênea de RNAs que atuam como reguladores de vários processos biológicos. Através de mecanismos distintos, controlam a expressão genética em múltiplos níveis e estão envolvidos em diversos cenários fisiológicos e patológicos. Os lncRNAs e as proteínas de ligação ao RNA (RBP) podem associar-se em complexos de ribonucleoproteínas (RNP), tanto no citoplasma como no núcleo. Neste estudo, concentramos nos lncRNAs que apresentam sítios de ligação para PUMILIO, uma família de RBPs envolvida na regulação pós-transcricional de centenas de RNAs. Comparamos os níveis de expressão dos lncRNAs em 9 tipos de câncer com seus respectivos tecidos não tumorais e buscamos genes co-expressos com estes lncRNAs usando a base de dados do TCGA (The Cancer Atlas Genome). Em seguida, analisamos o impacto da Sobrevida Global e Livre da Doença entre os lncRNA e seus genes alvos, selecionados na co-expressão, em cada tipo de câncer. Nossos resultados apontaram o lncRNA NORAD como sendo o mais relevante em câncer de mama, co-expresso significativamente (0,55) com o gene RALGAPB, um gene alvo da PUMILIO, relacionado com a estabilidade cromossômica durante a divisão celular. Além de co-expresso com NORAD, a expressão do gene RALGAPB também apresentou um p-valor significativo na Sobrevida Global (0,015) no câncer de mama. Esse estudo sugere pela primeira vez o potencial papel do lncRNA NORAD na instabilidade cromossômica através do eixo regulatório NORAD-PUMILIO-RALGAPB. No câncer de rim, os lncRNAs HCG27, MALAT1 e LINC01011, diferencialmente expressos no tumor em relação ao tecido normal, aparecem significativamente co-expressos (0,47), (0,25) e (0,18) respectivamente, com o gene MSH5, um gene alvo da PUMILIO envolvido no reparo do DNA. Além disso, as análises de Sobrevida Global para os lncRNAs MALAT1, LINC01011 e o gene MSH5 apresentaram um valor-p significativo de 0,0099, 0,0073 e 0,00096, respectivamente. Isso sugere uma possível relação deste conjunto de lncRNAs e o gene MSH5 no câncer de rim, podendo representar um eixo regulatório importante nos processos de reparo de DNA.

Abstract: Long non-coding RNAs (lncRNA) represent a heterogeneous family of RNAs that act as regulators of various biological processes. Through distinct mechanisms, they control gene expression at multiple levels and are involved in various physiological and pathological scenarios. LncRNAs and RNA-binding proteins (RBPs) can associate in ribonucleoprotein (RNP) complexes in both the cytoplasm and nucleus. In this study, we focused on lncRNAs that have binding sites for PUMILIO, a family of RBPs involved in post-transcriptional regulation of hundreds of RNAs. We compared the expression levels of lncRNAs in 9 cancer types with their respective non-tumor tissues and searched for genes co-expressed with these lncRNAs using the TCGA (The Cancer Atlas Genome) database. We then analyzed the impact of Overall and Disease Free Survival between the lncRNAs and their target genes, selected on co-expression, in each cancer type. Our results pointed out the lncRNA NORAD as the most relevant in breast cancer, co-expressed significantly (0.55) with the RALGAPB gene, a target gene of PUMILIO, related to chromosome stability during cell division. In addition to the co-expression analysis the RALGAPB gene also showed a significant p-value in Overall Survival (0.015) in breast cancer. This study suggests for the first time, the potential role of lncRNA NORAD in chromosomal instability through the NORAD-PUMILIO-RALGAPB regulatory axis. In kidney cancer, differentially expressed lncRNAs HCG27, MALAT1 and LINC01011, relative to normal tissue, appear significantly co-expressed (0.47), (0.25) and (0.18) respectively with the MSH5 gene, a PUMILIO target gene involved in DNA repair. Furthermore, the Overall Survival analyses for the lncRNAs MALAT1, LINC01011 and the MSH5 gene showed a significative p-value (0.0099), (0.0073) and (0.00096) respectively. This suggests a possible relationship of the set of lncRNAs and the MSH5 gene in kidney cancer and may represent an important regulatory axis in DNA repair processes.