RNA non-codificanti indotti da danno al DNA regolano il fattore di trascrizione HIF-1α
DNA damage-induced ncRNAs regulate HIF-1α transcription factor
Creators: name: Bertozzi, Davide <1983>
Publisher: name: Alma Mater Studiorum - Università di Bologna
Year: 2012
Subjects: BIO/11 Biologia molecolare

description: Recenti analisi sull’intero trascrittoma hanno rivelato una estensiva trascrizione di RNA non codificanti (ncRNA), le quali funzioni sono tuttavia in gran parte sconosciute. In questo lavoro è stato dimostrato che alte dosi di camptotecina (CPT), un farmaco antitumorale inibitore della Top1, aumentano la trascrizione di due ncRNA antisenso in 5’ e 3’ (5'aHIF-1α  e 3'aHIF-1α rispettivamente) al locus genico di HIF-1α e diminuiscono i livelli dell’mRNA di HIF-1α stesso. Gli effetti del trattamento sono Top1-dipendenti, mentre non dipendono dal danno al DNA alla forca di replicazione o dai checkpoint attivati dal danno al DNA. I ncRNA vengono attivati in risposta a diversi tipi di stress, il 5'aHIF-1α è lungo circa 10 kb e possiede sia il CAP in 5’ sia poliadenilazione in 3’ (in letteratura è noto che il 3'aHIF-1α è un trascritto di 1,7 kb, senza 5’CAP né poliadenilazione). Analisi di localizzazione intracellulare hanno dimostrato che entrambi sono trascritti nucleari. In particolare 5'aHIF-1α co-localizza con proteine del complesso del poro nucleare, suggerendo un suo possibile ruolo come mediatore degli scambi della membrana nucleare. È stata dimostrata inoltre la trascrizione dei due ncRNA in tessuti di tumore umano del rene, evidenziandone possibili ruoli nello sviluppo del cancro. È anche noto in letteratura che basse dosi di CPT in condizioni di ipossia diminuiscono i livelli di proteina di HIF-1α. Dopo aver dimostrato su diverse linee cellulari che i due ncRNA sopracitati non potessero essere implicati in tale effetto, abbiamo studiato le variazioni dell’intero miRnoma alle nuove condizioni sperimentali. In tal modo abbiamo scoperto che il miR-X sembra essere il mediatore molecolare dell’abbattimento di HIF-1α dopo trattamento con basse dosi di CPT in ipossia. Complessivamente, questi risultati suggeriscono che il fattore di trascrizione HIF-1α venga finemente regolato da RNA non-codificanti indotti da danno al DNA.
description: Whole transcriptome analyses revealed a broad transcription of non-coding RNAs (ncRNA), which functions are largely unknown. In this work it was shown that high doses of camptothecin (CPT), an antitumor inhibitor of Top1, increase the transcription of two ncRNA antisense 5 'and 3' (5'aHIF-1α and 3'aHIF-1α respectively) respect to the locus HIF-1α gene and decreased HIF-1α mRNA levels. Treatment effects are Top1-dependent, while are not dependent by the replication fork-mediated DNA damage or by DNA damage-activated checkpoints. The ncRNAs are activated in response to different stress types, the 5'aHIF-1α is about 10 kb length and it has both 5’CAP and polyadenylation (in literature it is known that the 3'aHIF-1α is a transcript of 1.7 kb, with no 5'CAP and no polyadenylation). Intracellular localization have shown that both ncRNAs are nuclear transcripts. In particular 5'aHIF-1α co-localizes with nuclear pore complex proteins, suggesting its possible role as a traffic-mediator of the nuclear membrane. It has been demonstrated also the transcription of the two ncRNAs in human kidney tumor tissues, highlighting it possible roles in cancer development. It is also known that low doses of CPT in hypoxia conditions decrease the HIF-1α protein levels. Having demonstrated on several cell lines that the two ncRNA above could not be implicated in this effect, we studied the entire human miRnoma variations under our experimental conditions. Thus we found that miR-X seems to be the molecular mediator of HIF-1α abatement after low doses CPT treatment in hypoxia conditions. Overall, these results suggest that HIF-1α transcription factor is finely regulated by non-coding RNA induced by DNA damage.