Valkæð splæsing á utangenaþáttum við taugafrumuþroska

Abstract

Inngangur: Utangenaþættir hafa áhrif á genatjáningu ýmist með því að skrifa, fjarlægja og lesa merki á DNA og histónum. Stökkbreytingar í þessum genum valda þroskahömlun sem bendir til mikilvægis utangenaerfðakerfis við taugaþroska. Það er sérstaklega mikið af valvirkri splæsingu í heilanum. Nýlegar rannsóknir sýna miklar breytingar á ísóformum við þroskun heilans en lítið er vitað um hvernig þessi ísóform breytast. Markið rannsóknarinnar er að nýta nýja raðgreiningartækni til að athuga hvort og hvernig valdir utangenaþættir noti mismunandi ísóform við taugafrumuþroska.Efni og aðferðir: Fyrri hluti rannsóknarinnar var afturskyggn heimildarannsókn til að athuga hvaða upplýsingar væru til staðar um ísóform utangenaþátta. Seinni hluti rannsóknarinnar var RNA raðgreining á RNA úr taugafrumum í þroska. RNA var einangrað á þrem tímapunktum taugaþroska, því var öfugt umritað í cDNA og raðgreint. Umritin voru svo notuð til að greina mismun á valkvæðri splæsingu á utangenaþáttum í taugaþroska. Niðurstöður: Rannsóknir á birtum greinum m.t.t. 61 útvaldra utangenaþátta sýnir að um 81% tjá fleiri en eitt ísóform og um 57% sýna mun á fjölda ísóforma meðal fósturs og fullorðins heila. Sum þessara ísóforma hafa mismunandi virkni. Niðurstöður úr RNA raðgreiningu sýna mismun á valkvæðri splæsingu á mörgum utangenaþáttum í taugaþroska. Ályktun: Margir utangenaþættir tjá fleiri en eitt ísóform og margir þeirra hafa mismunandi virkni. Niðurstöður úr RNA raðgreiningu sýna ísóformbreytingar á útvöldum utangenaþáttunum í taugaþroska. Þetta sýnir að dýpri skilningur á valkvæðri splæsingu væri mikilvægur þar sem þessar upplýsingar gætu mögulega nýst í nýjum meðferðarúrræðum fyrir sjúklinga sem glíma t.d við röskun á taugaþroska eða krabbamein.

Introduction: The epigenetic machinery affects gene expression either by writing, erasing or reading modifications on DNA and histones. Mutations in these genes cause intellectual disability which indicate its importance in neuronal development. Alternative splicing is particularly active in the brain. Recent studies show significant changes of isoform usage during brain development, but less is known how these isoforms changes. The aim of this study is to use a recently available sequencing technology to investigate whether and how selected epigenetic machinery factors use different isoform during neuronal development. Materials and methods: The first part of the research was a retrospective literature review to investigate available information about known isoform usage among epigenetic machinery factors. The second part of the study involved performing RNA sequencing of developing neurons from a previously established neuronal differentiation model. RNA was isolated at three time points during this process, reverse transcribed to cDNA, and sequenced using ONT sequencing. The transcripts were then used to identify differences in alternative splicing of epigenetic machinery factors during neuronal development.Results: Analysis of 61 selected epigenetic machinery factors showed that about 81% expressed more than one isoform and about 57% showed changes in isoform quantity between fetal and adult brains. Some of these isoforms have different functions. Result from RNA sequencing showed differences in alternative splicing of several epigenetic factors during neuronal development.Conclusion: Many epigenetic factors express multiple isoforms, and many of these isoforms are known to have distinct functions. Results from RNA sequencing show isoform changes in selected epigenetic factors during neuronal development. This supports the idea that a deeper understanding of alternative splicing is crucial since this information would be used in developing new treatment approaches for patients with nervous system disorders or cancer.