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Tese de Doutorado
DOI
https://doi.org/10.11606/T.17.2021.tde-11062021-080115
Documento
Autor
Nome completo
Isabela Ichihara de Barros
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
Ribeirão Preto, 2020
Orientador
Banca examinadora
Silva Junior, Wilson Araújo da (Presidente)
Felix, Temis Maria
Júnior, Wilson Marques
Simoes, Zila Luz Paulino
Título em português
Caracterização de um novo RNA longo não codificador e seu provável papel no desenvolvimento neuronal
Palavras-chave em português
Células-tronco pluripotentes induzidas (iPSCs)
Deficiência intelectual
Diferenciação neural
Neurodesenvolvimento
RNA longo não codificador (lncRNA)
Resumo em português
Componentes de um grupo altamente heterogêneo de RNAs, os RNAs longos não codificadores (lncRNAs) têm sido descritos nos mais variados processos biológicos e sua importância no contexto regulatório celular tem sido cada vez mais reconhecido. Apesar de uma grande parcela de transcritos ainda não possuir caracterização funcional, diversos lncRNAs vêm sendo descritos como atores fundamentais em vias do desenvolvimento embrionário e, mais especificamente, do neurodesenvolvimento. O lncRNA RP11-1082A3.1 é um transcrito testículo-específico que ainda não possui nenhuma função conhecida e cujo locus foi perdido em um paciente atendido pelo serviço de Genética Médica da Faculdade de Medicina da USP de Ribeirão Preto. Este paciente apresenta dentre os seus fenótipos deficiência intelectual (DI), macrocefalia, dificuldade motora e de aprendizado, porém sem diagnóstico específico. Foi identificada uma microdeleção na região 14q32.2 no paciente e, como não há nenhum outro gene conhecido na região deletada, apenas o lncRNA, hipotetizamos que esse transcrito pode estar envolvido com o desenvolvimento neuronal e a sua perda pode ter influenciado no quadro de DI do paciente. O objetivo deste trabalho foi, então, investigar se o lncRNA RP11-1082A3.1 está envolvido no processo de diferenciação celular do sistema nervoso central. A expressão testículo-específica do transcrito foi validada e ele também foi encontrado expresso em linhagens celulares de câncer, o que pode indicar sua atuação durante a embriogênese. Além disso, com análises in silico, foram encontrados diversos RNAs potenciais parceiros de interação que atuam em vias importantes para o neurodesenvolvimento e correto funcionamento neuronal, indicando que o lncRNA também pode estar atuando nesses processos. Foram geradas células pluripotentes induzidas (iPSCs) do paciente com a microdeleção e foi verificado um atraso na diferenciação neuronal, quando comparados com iPSCs de um indivíduo controle, o que foi identificado tanto fenotipicamente quanto por marcadores de progenitores neurais. Adicionalmente, em uma linhagem de iPSCs, foi observado que a diminuição da expressão do RP11-1082A3.1 levou à diminuição da expressão de marcadores neurais após diferenciação. Além disso, a superexpressão desse lncRNA diminuiu a capacidade proliferativa das iPSCs do paciente em 168h, indicando seu papel regulatório nesse processo. Tais resultados indicam que o RP11-1082A3.1 pode estar atuando na diferenciação neuronal, sendo potencialmente importante para que as células passem de um estado proliferativo para um estado de diferenciação.
Título em inglês
Characterization of a novel long noncoding RNA and its likely role in neuronal development
Palavras-chave em inglês
Induced pluripotent stem cells (iPSCs)
Intellectual disability
Long noncoding RNA (lncRNA)
Neural differentiation
Neurodevelopment
Resumo em inglês
Components of a highly heterogeneous group of RNAs, long noncoding RNAs (lncRNAs) have been described in varied biological processes and their importance in the cellular regulatory context have been increasingly recognized. Despite a large portion of transcripts are still functionally uncharacterized, many lncRNA have been described as fundamental actors in embryonic development, and, more specifically, in neurodevelopmental pathways. The lncRNA RP11-1082A3.1 is a testis-specific transcript that has no known function yet and whose locus was lost in a patient treated by the Genetics Service at the Medical School of Ribeirão Preto, USP. This patient has among his phenotypes intellectual disability (ID), macrocephaly, motor and learning difficulties, but without a specific diagnotisc. A microdeletion was identified in the patient in the 14q32.2 region and, since there are no known genes in the deleted region, only this lncRNA, we hypothesized that this transcript might be involved with neuronal development and its loss can have influence in the patient's ID. Thus, the aim of this work was to investigate if the lncRNA RP11-1082A3.1 is involved in cell differentiation in the central nervous system. The testis-specific lncRNA expression was validated and its expression was also found in cancer cell lines, which can indicate its role during embryogenesis. Furthermore, through in silico analysis, several potential RP11-1082A3.1 RNAs binding partners were found, which play roles in important neurodevelopment and neuronal functioning pathways, indicating that this lncRNA can also participate in these processes. Induced pluripotent stem cells (iPSCs) from the patient with the microdeletion were generated and it was verified, both phenotypically and by neural progenitor markers expression, that they showed delayed neuronal differentiation, when compared to iPSCs from a control individual. Additionally, using an iPSC cell line, it was observed that knocking down the lncRNA expression led to diminished neural markers expression after neural differentiation. Furthermore, RP11-1082A3.1 overexpression reduced the proliferation of the patient's iPSCs by 168h, indicating its regulatory role in this process. These results indicate that the lncRNA RP11-1082A3.1 may regulate neuronal differentiation, being potentially important for the proliferation/differentiation switch.
 
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Data de Publicação
2021-06-18
 
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