Множественность сайтов связывания miRNA с mRNA гена SPN человека

MicroRNA (miRNA) являются короткими нуклеотидными последовательностями  длиной от 16 до 27 нуклеотидов. Они способствуют подавлению транскрипции, связываясь с miRNA белок-кодирующих генов человека. Сиалофорин (SPN) является гликопротеином, который играет важную роль в апоптозе, внутриклеточной сигнальной трансдукции, активации Т-лимфоцитов при адаптивном иммунном ответе, клеточной адгезии и дифференцировке. Сверхэкспрессия гена SPN активирует онкосупрессорные белки p53 и ARF. В связи с чем важно знать какие miRNA могут ингибировать трансляцию mRNA онкосупрессорного гена SPN.

Нуклеотидные последовательности mRNA генов человека получены из GenBank. miRNA взяты из miRBase. Поиск генов-мишеней для miRNA проводили с помощью программы MirTarget, написанную в нашей лаборатории. Для каждого сайта рассчитывали отношение ΔG/ΔGm (%), где ΔGm равно свободной энергии связывания miRNA с полностью комплементарной нуклеотидной последовательностью.

Проведен поиск сайтов связывания 2036 miRNA в mRNA гена SPN человека. Используя программу MirTarget был отобран 31 сайт связывания со свободной энергии гибридизации miRNA с mRNA равной 90% и более. Особенностью этого гена является наличие большого количества высококомплементарных сайтов связывания. Другой особенностью является то, что двадцать miRNA образуют сайты связывания, расположенные в 3'UTR (30 сайтов) и в CDS (один сайт). MiR-4532 кодирует сайт связывания в CDS mRNA гена SPN, который кодирует олигопептид SPGLPG. Большинство miRNA имеют интрогенное происхождение: miR-378b (ATP2B2), miR-619-5p (SSH1), miR-574-5p (FAM114A1), miR-1273a (RGS22), miR-1273c (TIAM2), miR-1273d (KIF1B), miR-1273e, miR-1273f (SCP2), miR-1273g-3p (SCP2), miR-1285-5p (KRIT1), miR-1972 (PDXDC1, PDXDC2P), miR-3123 (RGS7), miR-4279 (PDZD2), miR-4451 (ARHGAP24), miR-5095 (SCP2) и miR-5096 (BMP2K), где в скобках указан хозяйский ген. Эти miRNA могут совместно экспрессироваться с их хозяйскими генами. miR-466, miR-6127, miR-4532 и miR-7851-3p являются межгенными. Необычным является то, что почти все представители одного семейства miRNA (miR-1273) имеют сайты связывания, расположенные рядом в разных комбинациях, с одной и той же mRNA. И такие группы с сайтами повторяются несколько раз на протяжении всей 3'UTR. miR-5095 и miR-619-5p образуют по четыре сайта связывания с mRNA гена SPN; miR-1285-5p и miR-5096 — по три сайта и miR-4279 — по два сайта. miR-574-5p имеет полисайт связывания с mRNA SPN, который может начинаться с пяти разных нуклеотидов, которые находятся друг от друга на расстоянии двух нуклеотидов (2933н., 2935н., 2937н., 2939н. и 2941н.). Такой тип сайта так же как и полностью комплементарные сайты является более устойчивым к точковым мутациям. miR-5096 и miR-619-5p образуют полностью комплементарные сайты связывания, которые могут оказывать деградирующий эффект на mRNA гена SPN.

Ингибирование трансляции mRNA гена SPN может зависеть от экспрессии хозяйского гена SCP2, который кодирует miR-1273g-3p, miR-1273f и miR-5095. Эти miRNA образуют в сумме шесть сайтов, через которые может происходить ингибирование mRNA. Наличие нескольких сайтов связывания указывает на более сильный эффект ингибирования трансляции mRNA. Прослеживется непрямая регуляторная связь между хозяйскими генами и эффективностью экспрессии гена SPN. В результате было выявлено 20 miRNA, которые образуют высококомплементарные сайты с mRNA гена SPN.