Understanding the Modus Operandi of MicroRNA Regulatory Clusters

Autor(es)

Oliveira, Ur C. ^[1] ; Bovolenta, Luiz A. ^[2] ; Alves, Lucas ^[1] ; Figueiredo, Lucas ^[1] ; Ribeiro, Amanda O. ^[1] ; Campos, Vinicius E. ^[3] ; Lemke, Ney ^[2] ; Pinhal, Danillo ^[1]

Afiliação do(s) autor(es)

^[1] Sao Paulo State Univ UNESP, Dept Genet, Inst Biosci Botucatu, BR-18618689 Sao Paulo, SP - Brazil

^[2] Sao Paulo State Univ UNESP, Dept Phys & Biophys, BR-18618689 Sao Paulo, SP - Brazil

^[3] Univ Fed Pelotas, Technol Dev Ctr, Lab Struct Genom GenEstrut, Grad Program Biotechnol, BR-96010610 Pelotas, RS - Brazil

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: CELLS; v. 8, n. 9 SEP 2019.
• Citações Web of Science: 0

Resumo

MicroRNAs (miRNAs) are non-coding RNAs that regulate a wide range of biological pathways by post-transcriptionally modulating gene expression levels. Given that even a single miRNA may simultaneously control several genes enrolled in multiple biological functions, one would expect that these tiny RNAs have the ability to properly sort among distinctive cellular processes to drive protein production. To test this hypothesis, we scrutinized previously published microarray datasets and clustered protein-coding gene expression profiles according to the intensity of fold-change levels caused by the exogenous transfection of 10 miRNAs (miR-1, miR-7, miR-9, miR-124, miR-128a, miR-132, miR-133a, miR-142, miR-148b, miR-181a) in a human cell line. Through an in silico functional enrichment analysis, we discovered non-randomic regulatory patterns, proper of each cluster identified. We demonstrated that miRNAs are capable of equivalently modulate the expression signatures of target genes in regulatory clusters according to the biological function they are assigned to. Moreover, target prediction analysis applied to ten vertebrate species, suggest that such miRNA regulatory modus operandi is evolutionarily conserved within vertebrates. Overall, we discovered a complex regulatory cluster-module strategy driven by miRNAs, which relies on the controlled intensity of the repression over distinct targets under specific biological contexts. Our discovery helps to clarify the mechanisms underlying the functional activity of miRNAs and makes it easier to take the fastest and most accurate path in the search for the functions of miRNAs in any distinct biological process of interest. (AU)

• Processo FAPESP: 18/05484-0 - Análise funcional de microRNAs na desdiferenciação celular durante o processo de regeneração tecidual no modelo zebrafish
• Beneficiário: Danillo Pinhal
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 18/26409-6 - Mapeamento de vias biológicas reguladas por microRNAs com base na modulação diferencial do nível de expressão de genes alvos
• Beneficiário: Lucas Alves da Costa Silva
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Processo FAPESP: 12/13450-1 - Análise exploratória em larga escala de miRNAs expressos em tilápia do Nilo utilizando ferramentas de bioinformática.
• Beneficiário: Luiz Augusto Bovolenta
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Processo FAPESP: 12/15589-7 - Investigação da composição, funcionalidade e dinâmica evolutiva de microRNAs no genoma de peixes utilizando RNA-Seq e genética reversa
• Beneficiário: Danillo Pinhal
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 15/19176-7 - Investigando variações e funções de pequenos RNAs não-codificantes em Oreochromis niloticus
• Beneficiário: Luiz Augusto Bovolenta
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
• Processo FAPESP: 17/17510-2 - Investigação do papel da metilação de RNA m6A na biogênese e processo de arm-switching de microRNAs utilizando zebrafish como modelo biológico.
• Beneficiário: Arthur Casulli de Oliveira
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado