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Gloria Regina Francohttp://lattes.cnpq.br/7543542253155919Marcelo Rizzatti Luizonhttp://lattes.cnpq.br/1264026443614775Paulo de Paiva Rosa AmaralRenato Santana de AguiarErich Birelli Taharahttp://lattes.cnpq.br/7854459951544002Izabela Mamede Costa Andrade da Conceição2023-06-28T17:38:50Z2023-06-28T17:38:50Z2022-07-20http://hdl.handle.net/1843/55495https://orcid.org/0000-0002-0707-5588RNAs longos não codificadores (lncRNAs) são moleculas com mais de 200 nucleotídeos que não codificam proteínas por métodos canônicos de tradução. Eles sofrem splicing, já que possuem introns e exons, e possuem múltiplas isoformas transcritas. Em média, lncRNAs possuem o dobro de isoformas quando comparados com genes codificadores de proteínas. Mesmo assim, tanto para lncRNAs quanto para genes codificadores de proteínas, a medição de expressão diferencial é feita rotineiramente somente em nível do gene. A análise em nível de gene não considera as múltiplas isoformas transcritas, tornando os resultados de expressão diferencial incompletos. Metformina é a primeira linha de tratamento para Diabetes tipo II e para várias outras doenças, incluindo o câncer. Contudo, seu mecanismo de ação ainda não foi completamente elucidado no nível molecular, como suas ações como regulador epigenético, anti-proliferação e anti-envelhecimento. Análises globais de transcriptoma utilizando metformina em diferentes tipos celulares revelam que apenas genes codificadores de proteína são levados em consideração para avaliar os efeitos desse fármaco na modulação da expressão gênica. Nosso objetivo foi caracterizar isoformas de lncRNAs diferencialmente afetadas pelo tratamento com metformina em diversos tipos celulares humanos e sugerir como esse fármaco regula a expressão de lncRNAs. Buscamos dados de todas as bibliotecas de alta profundidade, com sequenciamento paired-end disponíveis publicamente. Seis séries foram selecionadas para exploração posterior de forma a realizar uma análise estatisticamente comparável de expressão diferencial e, posteriormente, inferir possíveis papeis biológicos para as isoformas de lncRNAs, utilizando ferramentas in sílico. Para atingirmos os nossos objetivos, realizamos o pseudo-alinhamento de sequências com o Salmon (v 1.5.0) e expressão diferencial com o pacote em R Fishpond. Correlação, integração com bancos de dados epigenômicos disponíveis e anotação de transcritos foram feitas utilizando pacotes em R e o enriquecimento funcional foi feito com o pacote fgsea e comparado entre todas as séries. Pelo nosso conhecimento, esse é o primeiro estudo que analisa isoformas de lncRNA responsivas ao tratamento por metformina. Encontramos uma mesma isoforma de lncRNA (AC016831.6-205) superexpressa em todas as seis séries de tratamento com metformina, sendo o seu segundo exon putativamente codificador de um peptídeo com relevância para a ação da droga em câncer. Além disso, sugerimos que outras duas isoformas de lncRNA (ZBED5-AS1- 207 e AC125807.2-201) encontradas nesse estudo podem agir como elementos regulatórios em cis para transcritos em sua vizinhança. Nossos resultados reforçam a importância de se levar em consideração isoformas diferencialmente expressas de lncRNAs para o entendimento do mecanismo de ação da metformina no nível molecular.Long non-coding RNAs (lncRNAs) are molecules with more than 200 nucleotides which do not code for proteins in canonical ways. They undergo splicing, since they possess introns and exons, and have multiple transcribed isoforms. On average lncRNAs have twice as many isoforms when compared to protein-coding genes. Nevertheless, for lncRNAs, as well as for mRNA, measurements of differential expression are routinely performed only at the gene level. Gene level analysis does not consider the multiple isoforms which arise from the transcription of a single gene, making the final differential expression results incomplete. Metformin is the first-line oral therapy for type II Diabetes and for several other diseases, including cancer. However, its mechanism of action remains not thoroughly explained, with its multiple effects as epigenetic regulator, anti-proliferation and anti-aging drug not explored at the molecular level. Global transcriptomic analyses using metformin in different cell types reveals that only protein-coding genes are normally taken into consideration. Our aim was to globally characterize lncRNA isoforms that were differentially affected by metformin treatment on multiple human cell types, and to provide insights into the lncRNA regulation by this drug. We selected data from all higher depth and paired-end stranded libraries publicly available. We selected six series for further exploration to perform a statistically comparable differential expression (DE) isoform analysis. We also inferred the biological roles for lncRNA DE isoforms using in silico tools. Sequence pseudo-alignment was performed with Salmon (v.1.5.0) and differential expression using Fishpond. Correlation, integration with epigenomic available datasets and transcript annotation were performed using packages in R and functional enrichment was performed with fgsea and integrated between all series. To our knowledge, this is the first study that globally analyzed lncRNA isoforms responsive to metformin treatment. We found the same isoform of a lncRNA (AC016831.6- 205) highly expressed in all six-metformin series, which has a second exon putatively coding for a peptide with relevance to the drug action in cancer. Moreover, other two lncRNA isoforms (ZBED5-AS1-207 and AC125807.2-201) may also behave as cis-regulatory elements to the expression of transcripts in their vicinity. Our results strongly reinforce the importance of taking into consideration DE isoforms of lncRNA for the understanding of metformin mechanisms at molecular level.CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorporUniversidade Federal de Minas GeraisPrograma de Pós-Graduação em Bioquímica e ImunologiaUFMGBrasilICB - DEPARTAMENTO DE BIOQUÍMICA E IMUNOLOGIABioquímica e imunologiaIsoformas de RNARNA longo não codificanteMetforminaRNAs longos não-codificantesBioinformaticaTranscriptomicaModulação da expressão de isoformas de lncRNA na resposta ao tratamento por metformina em diferentes tipos celularesMetformin Treatment Modulates Long Non-Coding RNA Isoforms Expression in Human Cellinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFMGinstname:Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)instacron:UFMGORIGINALIMCAC_dissertacao_final_apendices.pdfIMCAC_dissertacao_final_apendices.pdfapplication/pdf7060892https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/55495/2/IMCAC_dissertacao_final_apendices.pdfeed2e3757e4ad23ee88c9354df26ca8aMD52LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82118https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/55495/3/license.txtcda590c95a0b51b4d15f60c9642ca272MD531843/554952023-06-28 14:38:50.572oai:repositorio.ufmg.br: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ório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufmg.br/oaiopendoar:2023-06-28T17:38:50Repositório Institucional da UFMG - Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)false
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