Identificación in silico de un nuevo motivo asociado al piRNA-651

Por: Loeza-Chim Biali, Martinez-Perez Noemy, Vargas-Morales Brigitte y Jimenez-Ruelas Kin

Los ARN’s que interactúan con PIWI, piRNA, por sus siglas en inglés, son una nueva clase de ARN’s no codificantes que poseen entre 24 y 32 nucleótidos (Iwasaki Y, et al. 2015). Las proteínas llamadas elementos P que inducen testículos wimpy (PIWI), poseen actividad endonucleasa y se unen a los piRNA; el complejo que forman se expresa predominantemente en células germinales y estarían relacionados con el desarrollo de la línea germinal, la auto-renovación de las células madre y la gametogénesis. En el humano, las proteínas PIWI se encuentran formando una subfamilia altamente conservada de proteínas Argonautas que consiste en cuatro miembros: PIWIL1, PIWIL2, PIWIL3 and PIWIL4 (Litwin M., et al. 2017).

La función principal que desempeñan los piRNA se encuentra relacionada al silenciamiento de genes en células germinales de animales y, mediante la represión de transposones, participan en la conservación del genoma (Pérez-Alvarado et al., 2017). Recientemente, los piRNA han cobrado importancia en el estudio del cáncer y ha llevado a investigaciones realizadas en torno al papel de éstos en el desarrollo de neoplasia, tal y como lo mencionó Pérez Alvarado en el 2017 con su grupo de investigadores, quienes realizaron la revisión sobre piRNA, que, en específico, se ha demostrado que están relacionados con alguna de las fases del cáncer.

Estudios previos han mostrado que la expresión del piR-651 ha incrementado en varios tipos de tumores, incluidos el cáncer gástrico, de colon, de pulmón y pecho cuando se compara con tejidos sanos. Adicionalmente, hay datos clínicos que respaldan la noción de que la expresión aumentada de la proteína piR-651 y PIWI durante el desarrollo del cáncer en ratones puede desempeñar un papel en una gran variedad de tipos de cáncer, incluidos el cáncer gástrico, páncreas y esofágico, por lo que su análisis podría resultar de vital importancia para el descubrimiento de piRNAs homólogos en otros organismos, tales como los humanos. Actualmente, en la base de datos piRBase, se encuentran depositados un total de 32,826 piRNA de humanos (Zhang, P., et al., 2014).

Es importante mencionar de igual manera que en humanos existe una correlación en la sobreexpresión de genes PIWI y los tipos de cáncer. En este contexto la represión de la expresión de HIWI (proteínas PIWI humanas) detiene el cáncer, durante un crecimiento en cultivo celular (Liu et al. 2006). Dada la presencia del piRNA-651 en diversos tipos de cáncer, se ha sugerido como una molécula importante para la investigación y como un posible marcador molecular. En nuestro proyecto de investigación se sugiere un motivo no reportado asociado al piRNA-651 en el transcriptoma humano, empleando para ello únicamente herramientas bioinformáticas. Para ello, se utilizo como modelo la secuencia de piR-mmu-651 de la base de datos piRBase (http://www.regulatoryrna.org/database/piRNA/search_v2.php) y sus homólogos identificados en la base de datos Human genomic plus transcript (Human G + T). Posteriormente, se utilizo la herramienta MEME-MAST (http://meme-suite.org/tools/meme), identificando un motivo de secuencia no descrito previamente. Dicho motivo podría referirse a una clase de ARN reguladores, al igual que el piR-mmu-651, debido a que se expresa en mayores cantidades cuando se presentan tumores o en embriogénesis. Esto significa que el dominio encontrado por MEME está asociado a la regulación del ADN, siendo de esta forma, un nuevo motivo de ARN regulador con posibles características relacionadas al cáncer. Consideramos que este primer paso para la identificación de nuevos motivos de secuencia en este tipo de secuencias nos permitirá plantear experimentos en el corto plazo para corroborar nuestros resultados.

Motivos obtenido del análisis de MEME con las 10 secuencias recuperadas del BLAST. El motivo propuesto presenta variaciones en los nucleótidos 2, 11,14.

Referencias asociadas

Iwasaki Y, Siomi M, Siomi H. (2015). PIWI-Interacting RNA: Its Biogenesis and Functions. Annu-al Reviews, 84(1), 405-433. Doi: 10.1146/annurev-biochem-060614-034258.

Litwin M, Szczepańska-Buda A, Piotrowska A, Dzięgiel P and Witkiewicz W. (2017). The meaning of PIWI proteins in cancer development. Oncol Lett, 13(5), 3354-3302.