2658-6533Научные результаты биомедицинских исследований2658-653310.18413/2658-6533-2019-5-3-0-41751ГенетикаПоиск сайтов связывания микро РНК в цис-регуляторных последовательностях и в SNP в генах липидного, углеводного обмена, окислительного и противовоспалительного гомеостазаSearch for binding sites for micro RNA in cis-regulatory sequences and in SNP in the lipid, carbohydrate metabolism, oxidative and anti-inflammatory homeostasis genesНескубинаОльга МихайловнаNeskubinaOlga M.o-neskubina@yandex.ruАмелинаСветлана СергеевнаAmelinaSvetlana S.ШкуратТатьяна ПавловнаShkuratTatiana P.tshkurat@yandex.ruРомановДмитрий ЕвгеньевичRomanovDmitry E.20195300

Актуальность: Полиморфизмы и нарушение профиля экспрессии генов miRNA связывают с системными заболеваниями (аутоиммунные и сердечно-сосудистые заболевания). Цель исследования: Изучение локализации сайтов связывания miRNA с mRNA в цис-регуляторных районах генов и в кодирующих последовательностях ДНК (CDS) ассоциированных в наших исследованиях с ранним и поздним атеросклерозом, а также поиск возможных локализаций сайтов связывания с микроРНК с участками генов (PPARGC1A; LIPC; PON1; APOE; LPL; APOC3; EDN; TNFα; SERPINE1). Материалы и методы: Поиск мотивов гомологичных микро РНК осуществлялся в цис-регуляторных районах изучаемых генов с помощью биоинформационного пакета MEME Suite. Известные miRNA мы взяли из электронной базы данных под названием  «miRBase» (адрес сайта http://mirbase.org/). Из базы данных NCBI нами были получены нуклеотидные последовательности цис-регуляторных районов и интронов генов (адрес сайта http://www.ncbi.nlm.nih.gov/) при помощи сочетания скриптов, IFITCH, созданных для автоматизированного получения информации от последовательностей NCBI. Ранее упомянутая нами электронная база данных «miRBase» анализировали автоматически при помощи поиска сайтов связывания в исходной последовательности, при этом мы использовали программу «MScanner». Было зарегистрировано 28645 микроРНК (http://www.mirbase.org). Результаты: Результаты биоинформационного поиска локализации мотивов гомологичных известным микроРНК перед и после гена, а также в кодирующих белок-последовательностях и интронов следующих генов: PON1, APOC3, LIPC, LPL, APOE, PPARGC1A, TNF, EDN, SERPIN показал, что в генах и межгенных пространствах находится большое количество мотивов, гомологичных зрелым микро-РНК. Наибольшее абсолютное количество мотивов локализовано внутри гена PPARGC1A  –  22 микроРНК. Однако, если рассматривать относительную частоту локализации микроРНК расчитанную на 100000 п.н., то наибольшее число микроРНК локализовано в гене PON1 и составляет 7.6х10-5. В то время как для гена PPARGС1эта частота составляет 3.2х10-5. Заключение: Таким образом, обнаруженные нами микроРНК локализованные в большом количестве внутри и около изучаемых генов, могут указывать на их функциональную роль в патогенезе атеросклероза.

Background: Polymorphisms and disruption of the expression profile of miRNA genes are associated with systemic diseases (autoimmune and cardiovascular diseases). The aim of the study: To study the localization of miRNA binding sites to mRNA in cis-regulatory regions of genes and in the coding sequences of DNA (CDS) associated in our studies with early and late atherosclerosis, and to search for possible localization of binding sites to microRNAs with gene sites (PPARGC1A; LIPC; PON1; APOE; LPL; APOC3; EDN; TNFα; SERPINE1). Materials and methods: The search for homologous micro RNA motifs was carried out in the cis-regulatory regions of the studied genes with the help of the bio-information package MEME Suite. Known miRNAs were taken from the miRBase database (http://mirbase.org/). Nucleotide sequences of cis-regulatory regions and gene introns were obtained from the NCBI database (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/) using a set of scripts, IFITCH, designed to automatically retrieve data from NCBI sequences. The "miRBase" database was analyzed using automated search for binding sites in the original sequence using the MScanner classifier. 28645 microRNAs were registered (http://www.mirbase.org). Results: The results of the bioinformational search for the localization of motifs homologous to known microRNAs before and after the gene, as well as in the coding protein sequences and introns of the following genes: PON1, APOC3, LIPC, LPL, APOE, PPARGC1A, TNF, EDN, SERPIN showed that in genes and intergenic spaces there are a large number of motifs homologous to mature micro-RNA. The greatest absolute number of motifs is localized within the PPARGC1A gene – 22 microRNAs. However, if we consider the relative frequency of microRNA localization calculated for 100,000 bp, then the largest number of microRNAs is localized in the PON1 gene and is 7.6 × 10-5. While for the PPARGS1 gene the frequency is 3.2 × 10-5. Conclusion: Thus, the microRNAs we detected localized in large numbers inside and near the studied genes, may indicate their functional role in the pathogenesis of atherosclerosis.

микроРНКцис-регуляторные последовательностиранний и поздний атеросклерозгены: PON1APOC3LIPCLPLAPOEPPARGC1ATNFEDNSERPINсайты связыванияmicroRNAcis-regulatory sequencesearly and late atherosclerosisgenes: PON1APOC3LIPCLPLAPOEPPARGC1ATNFEDNSERPINbinding sitesСписок литературыWu N., Jin L., Cai J. Profiling and bioinformatics analyses reveal differential circular RNA expression in hypertensive patients // Clinical and Experimental Hypertension.2017. Vol. 39(5). P. 454-459. DOI: https://doi.org/10.1080/10641963.2016.1273944Differential expression of MicroRNAs in endarterectomy specimens taken from patients with asymptomatic and symptomatic carotid plaques / B. Markus [et al.] // PLoS One. 2016. N 11. P. 0161632. DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0161632Up-regulation of microRNA-16 in glioblastoma inhibits the function of endothelial cells and tumor angiogenesis by targeting Bmi-1 / F. Chen [et al.] // Anticancer Agents Med Chem. 2016. Vol. 16(5). P. 609-620.Prevalence of miRNAs in Introns and Cis Regulatory Regions of Genes of the Somatotropic Axis in Mammals / T. Shkurat [et al.] // American Journal of Applied Sciences. 2015. Vol. 12(1). P. 1-7.: 10.3844/ajassp.2015.1.7Deng L., Bradshaw A.C., Baker A.H. Role of noncoding RNA in vascular     remodeling // Curr Opin Lipidol. 2016. Vol. 27(5). P. 439-48. DOI: https://doi.org/10.1097/MOL.0000000000000336Emerging roles of circRNA_001569 targeting miR-145 in the proliferation and invasion of colorectal cancer / H. Xie [et al.] // Oncotarget. 2016. Vol. 7(18). P. 26680-91. DOI: 10.18632/oncotarget.8589FAM83D promotes cell proliferation and motility by downregulating tumor suppressor gene FBXW7 / Z. Wang [et al.] // . 2013. Vol. (12). P. 2476-2486. DOI: 10.18632/oncotarget.1581Circulating miR-155, miR-145 and let-7c as diagnostic biomarkers of the coronary artery disease / J. Faccini [et al.] // Sci Rep. 2017. N 7. P. 42916. DOI: https://doi.org/10.1038/srep42916Circular RNA profiling reveals an abundant circHIPK3 that regulates cell growth by sponging multiple miRNAs / Q. Zheng [et al.] // Nat Commun. 2016. N 7. P. 11215. DOI: https://doi.org/10.1038/ncomms11215Свойства интронных miRNA человека и особенности их взаимодействия с mRNA / О.А. Берилло [и др.] // Experimental Biology. 2011. Т. 50, N 4. С. 37-41.Lorenzen J.M., Thum T. Long noncoding RNAs in kidney and cardiovascular diseases // Nat Rev Nephrol. 2016. Vol. 12(6). P. 360-73. DOI: https://doi.org/10.1038/nrneph.2016.51Оловников А.М. Биологическая эволюция на основе неслучайной изменчивости, регулируемой организмом // Биохимия. 2009. Т. 74, N 12. С. 1722-1728.Zhang C.Z. Long non-coding RNA FTH1P3 facilitates oral squamous cell carcinoma progression by acting as a molecular sponge of miR-224-5p to modulate fizzled 5 expression // Gene. 2017. Vol. 607. P. 47-55. DOI: https://doi.org/10.1016/j.gene.2017.01.009Hill A.E., Sorscher E.J. Massive microRNA sequence conservation and prevalence in human and chimpanzee introns // Genome. 2012. Vol. 3079(32884). P. 698069.Оловников А.М. Роль парагенома в развитии организмов // Онтогенез. 2007. Т. 38, N 2. С. 136-158.The properties of binding sites of miR-619-5p, miR-5095, miR-5096, and miR-5585-3p in the mRNAs of human genes / A. Ivashchenko [et al.] // BioMed research international. 2014. Vol. 2014. DOI: http://dx.doi.org/10.1155/2014/720715MicroRNA Binding Sites in Mitochondrial Genes are Associated with the Progression of Atherosclerosis / T. Shkurat [et al.] // Annals Academy of Medicine Singapore. 2016. Vol. 45(suppl), N 9. P. 174.Romanov D.E., Shkurat T.P. MSCANNER - a genome-wide motif finding tool // The 7-th International Young Scientists School "Sysytem Biology and Bioinformatics", SBB-2015. P. 40.Калинкин М.Н., Щеглова Н.Е. МикроРНК и полиморфизм генов их биогенеза в патогенезе атеросклероза // Патологическая физиология и экспериментальная терапия. 2017. Т. 61, N 1. С. 43-50. DOI: https://doi.org/10.25557/0031-2991.2017.01.43-50Long non-coding RNA FTH1P3 facilitates uveal melanoma cell growth and invasion through miR-224-5p / X. Zheng [et al.] // PLoS One. 2017. N 12. P. e0184746. DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0184746