Plejotropowe efekty braku funkcjonalnego genu TRDMT1 w komórkach nowotworowych podczas hodowli długoterminowej oraz starzenia indukowanego chemioterapeutykami

Abstract

Potranskrypcyjne kowalencyjne modyfikacje cząsteczek RNA odpowiadają za kontrolę ekspresji genów, wpływając na inicjację i szybkość translacji oraz wiązanie mikroRNA, stabilność RNA i jego degradację. Charakterystyka białek odpowiedzialnych za modyfikację epitranskryptomu jest interesująca w odniesieniu do takich procesów jak starzenie komórkowe czy mechanizmów związanych z progresją i rozwojem lekooporności nowotworów. Interesujący z punktu znaczenia projektowania nowych strategii terapeutycznych, wydaje się być gen metylotransferazy m5C RNA, TRDMT1. Odgrywa on istotną rolę w procesach odpowiedzi na stres komórkowy, embriogenezie oraz w starzeniu komórkowym. W pracy podjęto próbę określenia roli TRDMT1 podczas długoterminowej hodowli in vitro komórek nowotworowych oraz w indukowanym chemioterapeutykami starzeniu. Wykazano, iż brak białka TRDMT1 prowadzi do zmian w długościach telomerów podczas kolejnych pasaży komórek nowotworowych, a także promuje wtórne zmiany chromosomowe. Zaobserwowano, że białko TRDMT1 jest zdolne do interakcji z telomerazą podczas stresu indukowanego doksorubicyną. Dodatkowo wykazano, że poziom telomerowych powtórzeń RNA TERRA ulega zmianie w komórkach nowotworowych bez funkcjonalnego genu TRDMT1. Udowodniono także, że brak funkcjonalnego genu TRDMT1 moduluje proces przyśpieszonego starzenia komórkowego. Wyniki te wskazują, że brak funkcjonalnego genu TRDMT1 może promować zmienność międzykomórkową w obrębie subpopulacji komórek nowotworów, a także modulować wrażliwość komórek nowotworowych na stosowane chemioterapeutyki.

Post-transcriptional covalent modifications of RNA molecules are responsible for the control of gene expression, affecting the initiation and rate of translation, as well as miRNA binding, RNA stability, and RNA degradation. The characteristic of the proteins responsible for the modification of the epitranscriptome is interesting in relation to processes such as cellular senescence or mechanisms related to the progression and development of drug resistance in cancer cells. The m5C RNA methyltransferase TRDMT1 seems to be interesting from the point of view of designing new therapeutic strategies. TRDMT1 has an important role in the process of the response to cellular stress, embryogenesis and in cellular senescence. Therefore, an attempt was made to determine the role of TRDMT1 during long-term in vitro culture of cancer cells and in chemotherapeutic-induced senescence. It was shown that the lack of TRDMT1 protein leads to changes in telomere lengths during subsequent passages, and also promotes secondary chromosomal changes. It was observed that the TRDMT1 protein is able to interact with the telomerase during doxorubicin-induced stress. Additionally, the level of TERRA telomerase RNA repeats was shown to be altered in cancer cells lacking a functional TRDMT1 gene. It has also been proven that the lack of a functional TRDMT1 gene modulates the process of accelerated cellular senescence. The obtained results indicate that the lack of a functional TRDMT1 gene may promote intercellular variability within a subpopulation of cancer cells, as well as modulate the sensitivity of cancer cells to the chemotherapeutic agents.