Modulatory roles of microRNAs in the regulation of different signalling pathways in large bowel cancer stem cells

There are emerging data to suggest that microRNAs (miRNAs) have significant roles in regulating the function of normal cells and cancer stem cells (CSCs). This review aims to analyse the roles of miRNAs in the regulation of colon CSCs through their interaction with various signalling pathways. Studies showed a large number of miRNAs that are reported to be deregulated in colon CSCs. However, few of the studies available were able to outline the function of miRNAs in colon CSCs and uncover their signalling pathways. From those miRNAs, which are better described, miR-21 followed by miR-34, miR-200 and miR-215 are the most reported miRNAs to have roles in colon CSC regulation. In particular, miRNAs have been reported to regulate the stemness features of colon CSCs mainly via Wnt/B-catenin and Notch signalling pathways. Additionally, miRNAs have been reported to act on processes involving CSCs through cell cycle regulation genes and epithelial-mesenchymal transition. The relative paucity of data available on the significance of miRNAs in CSCs means that new studies will be of great importance to determine their roles and to identify the signalling pathways through which they operate. Such studies may in future guide further research to target these genes for more effective cancer treatment. miRNAs were shown to regulate the function of cancer stem cells in large bowel cancer by targeting a few key signalling pathways in cells.

The emerging role of microRNAs in resistance to lung cancer treatments

One of the major challenges in the treatment of lung cancer is the development of drug resistance. This represents a major obstacle in the treatment of patients, limiting the efficacy of both conventional chemotherapy and biological therapies. Deciphering the mechanisms of resistance is critical to further understanding the multifactorial pathways involved, and in developing more specific targeted treatments. To date, numerous studies have reported the potential role of microRNAs (miRNAs) in resistance to various cancer treatments. MicroRNAs are a family of small non-coding RNAs that regulate gene expression by sequence-specific targeting of mRNAs causing translational repression or mRNA degradation. More than 1200 validated human miRNAs have been identified to date. While as little as one miRNA can regulate hundreds of targets, a single target can also be affected by multiple miRNAs. Evidence suggests that dysregulation of specific miRNAs may be involved in the acquisition of resistance to a number of cancer treatments, thereby modulating the sensitivity of cancer cells to such therapies. Therefore, targeting miRNAs may be an attractive strategy for developing novel and more effective individualized therapies, improving drug efficiency, and for predicting patient response to different treatments. In this review, we provide an overview on the role of miRNAs in resistance to current lung cancer therapies and novel biological agents.

Missing pieces in the puzzle of plant microRNAs

Plant microRNAs (miRNAs) are important regulatory switches. Recent advances have revealed many regulatory layers between the two essential processes, miRNA biogenesis and function. However, how these multilayered regulatory processes ultimately control miRNA gene regulation and connects miRNAs and plant responses with the surrounding environment is still largely unknown. In this opinion article, we propose that the miRNA pathway is highly dynamic and plastic. The apparent flexibility of the miRNA pathway in plants appears to be controlled by a number recently identified proteins and poorly characterized signaling cascades. We further propose that altered miRNA accumulation can be a direct consequence of the rewiring of interactions between proteins that function in the miRNA pathway, an avenue that remains largely unexplored.

Identification of microRNAs and their targets in Finger millet by high throughput sequencing

MicroRNAs are short non-coding RNAs which play an important role in regulating gene expression by mRNA cleavage or by translational repression. The majority of identified miRNAs were evolutionarily conserved; however, others expressed in a species-specific manner. Finger millet is an important cereal crop; nonetheless, no practical information is available on microRNAs to date. In this study, we have identified 95 conserved microRNAs belonging to 39 families and 3 novel microRNAs by high throughput sequencing. For the identified conserved and novel miRNAs a total of 507 targets were predicted. 11 miRNAs were validated and tissue specificity was determined by stem loop RT-qPCR, Northern blot. GO analyses revealed targets of miRNA were involved in wide range of regulatory functions. This study implies large number of known and novel miRNAs found in Finger millet which may play important role in growth and development. (C) 2015 Elsevier B.V. All rights reserved.

High-Throughput Sequencing of microRNAs in Peripheral Blood Mononuclear Cells: Identification of Potential Weight Loss Biomarkers

INTRODUCTION: MicroRNAs (miRNAs) are being increasingly studied in relation to energy metabolism and body composition homeostasis. Indeed, the quantitative analysis of miRNAs expression in different adiposity conditions may contribute to understand the intimate mechanisms participating in body weight control and to find new biomarkers with diagnostic or prognostic value in obesity management. OBJECTIVE: The aim of this study was the search for miRNAs in blood cells whose expression could be used as prognostic biomarkers of weight loss. METHODS: Ten Caucasian obese women were selected among the participants in a weight-loss trial that consisted in following an energy-restricted treatment. Weight loss was considered unsuccessful when <5% of initial body weight (non-responders) and successful when >5% (responders). At baseline, total miRNA isolated from peripheral blood mononuclear cells (PBMC) was sequenced with SOLiD v4. The miRNA sequencing data were validated by RT-PCR. RESULTS: Differential baseline expression of several miRNAs was found between responders and non-responders. Two miRNAs were up-regulated in the non-responder group (mir-935 and mir-4772) and three others were down-regulated (mir-223, mir-224 and mir-376b). Both mir-935 and mir-4772 showed relevant associations with the magnitude of weight loss, although the expression of other transcripts (mir-874, mir-199b, mir-766, mir-589 and mir-148b) also correlated with weight loss. CONCLUSIONS: This research addresses the use of high-throughput sequencing technologies in the search for miRNA expression biomarkers in obesity, by determining the miRNA transcriptome of PBMC. Basal expression of different miRNAs, particularly mir-935 and mir-4772, could be prognostic biomarkers and may forecast the response to a hypocaloric diet.

SNPs in microRNAs and susceptibility to Late-Onset Alzheimer´s disease

Case-control association study of SNPs in microRNAs and susceptibility to Late-Onset Alzheimer´s disease.

La participación de los microRNAs en la regulación de la plasticidad en la corteza visual en un modelo de ambliopía experimental

La aplicaci�n de campos geomagn�ticos con la polaridad cambiante promueve la plasticidad de la corteza visual de animales privados visualmente mediante la cr�a en oscuridad, o bien a trav�s de la sutura palpebral de un ojo.Esto es debido a que la estimulaci�n magn�tica produce la down-regulaci�n de la expresi�n de los microRNAs let-7b*, miR-330, miR-338* y miR-376c en la corteza visual de animales sometidos a la cr�a en oscuridad, as� como de animales sujetos a sutura palpebral de un ojo. Como consecuencia de la down-regulaci�n de la expresi�n de los microRNAs citados anteriormente, se ven incrementados los niveles de expresi�n de sus correspondientes mol�culas diana, Conexina 26 para el caso de let-7b*, Tenascina R en el caso de miR-330, Contactina 4 para el caso de miR-338* y Matriz metalopeptidasa 9 y �-sinucle�na, ambas mol�culas diana de miR-376c. El aumento de expresi�n de estas mol�culas diana a nivel de RNA mensajero, as� como a nivel de prote�na en la corteza visual promueve la capacidad pl�stica de la corteza visual, ya que estas mol�culas diana se encuentran implicadas en procesos de crecimiento/elongaci�n de las neuritas y en la regulaci�n de la morfolog�a de las espinas dendr�ticas.

Pharmacogenetics of MicroRNAs and MicroRNAs Biogenesis Machinery in Pediatric Acute Lymphoblastic Leukemia

Despite the clinical success of acute lymphoblastic leukemia (ALL) therapy, toxicity is frequent. Therefore, it would be useful to identify predictors of adverse effects. In the last years, several studies have investigated the relationship between genetic variation and treatment-related toxicity. However, most of these studies are focused in coding regions. Nowadays, it is known that regions that do not codify proteins, such as microRNAs (miRNAs), may have an important regulatory function. MiRNAs can regulate the expression of genes affecting drug response. In fact, the expression of some of those miRNAs has been associated with drug response. Genetic variations affecting miRNAs can modify their function, which may lead to drug sensitivity. The aim of this study was to detect new toxicity markers in pediatric B-ALL, studying miRNA-related polymorphisms, which can affect miRNA levels and function. We analyzed 118 SNPs in pre-miRNAs and miRNA processing genes in association with toxicity in 152 pediatric B-ALL patients all treated with the same protocol (LAL/SHOP). Among the results found, we detected for the first time an association between rs639174 in DROSHA and vomits that remained statistically significant after FDR correction. DROSHA had been associated with alterations in miRNAs expression, which could affect genes involved in drug transport. This suggests that miRNA-related SNPs could be a useful tool for toxicity prediction in pediatric B-ALL.

Implicación de los microRNAs en la toxicidad del metotrexato en Leucemia Linfoblástica Aguda infantil

Analisis de la implicacion de los Polimorfismos de LLA en la respuesta al Metotrexato

Investigação de alterações em genes de microRNAs expressos no cérebro como causa de deficiência intelectual ligada ao cromossomo X

A Deficiência Intelectual (DI) é uma condição definida como um funcionamento intelectual significativamente prejudicado, expresso juntamente com limitações em pelo menos duas áreas do comportamento adaptativo que se manifestam antes dos 18 anos de idade. A prevalência estimada da DI na população em geral é de 2-3% e um número expressivo de casos permanece sem um diagnóstico definitivo. Há um consenso geral de que a DI é mais comum em indivíduos do sexo masculino em relação aos do sexo feminino. Entre as explicações para este excesso está a concentração de genes específicos para a habilidade cognitiva no cromossomo X. MicroRNAs (miRNAs) são pequenas moléculas de RNA não codificador que modulam a expressão gênica pós-transcricional de RNAs mensageiros alvo. Recentemente, estudos têm demonstrado a importância essencial dos miRNAs para o desenvolvimento e funcionamento cerebrais e sabe-se que o cromossomo X tem uma alta densidade de genes de miRNAs. Neste contexto, os miRNAs são candidatos potenciais como fatores genéticos envolvidos na Deficiência Intelectual Ligada ao X (DILX). Neste estudo, foram analisadas as regiões genômicas de 17 genes de miRNAs expressos no cérebro localizados no cromossomo X, com o objetivo de investigar o possível envolvimento de variantes na sequência destes miRNAs na DILX. Para este fim, selecionamos amostras de DNA genômico (sangue periférico) de 135 indivíduos do sexo masculino portadores de DI sugestiva de DILX de um grupo de mais de 1.100 pacientes com DI encaminhados ao Serviço de Genética Humana da UERJ. O critério de inclusão para este estudo era de que os probandos apresentassem um ou mais parentes do sexo masculino afetados pela DI que fossem interligados por via materna. As amostras de DNA dos pacientes foram amplificadas utilizando a técnica de reação em cadeia da polimerase, seguida por purificação e sequenciamento direto pelo método de Sanger dos fragmentos amplificados. Para avaliar a conservação dos 17 miRNAs foi realizada uma análise filogenética in silico incluindo sequências dos miRNAs selecionados de humanos e de outras 8 espécies de primatas estreitamente relacionadas. Não foram encontradas alterações nas sequências nos genes de 17 miRNAs analisados, mesmo diante do padrão genético altamente heterogêneo da população brasileira. Adicionalmente, a análise filogenética destes miRNAs revelou uma alta conservação entre as espécies comparadas. Considerando o papel dos miRNAs como reguladores da expressão gênica, a ausência de alterações e a alta conservação entre primatas sugerem uma forte pressão seletiva sobre estas moléculas, reforçando a sua importância funcional para o organismo em geral. Apesar de não termos encontrado variantes de sequência nos miRNAs estudados, o envolvimento de miRNAs na DI não pode ser completamente descartado. Alterações fora da molécula de miRNA precursor, nos fatores de processamento, nos sítios alvo e variações no número de cópias de genes de miRNAs podem implicar em alteração na expressão dos miRNAs e, consequentemente, na funcionalidade do miRNA maduro. Sendo assim, uma análise sistemática da expressão de miRNAs em pacientes com DILX é urgentemente necessária, a fim de desvendar novos genes/mecanismos moleculares relacionados a esta condição.

MicroRNAs in breast cancer progression and DNA damage response

Os tumores de mama são caracterizados pela sua alta heterogeneidade. O câncer de mama é uma doença complexa, que possui o seu desenvolvimento fortemente influenciado por fatores ambientais, combinada a uma progressiva acumulação de mutações genéticas e desregulação epigenética de vias críticas. Alterações nos padrões de expressão gênica podem ser resultado de uma desregulação no controle de eventos epigenéticos, assim como, na regulação pós-transcricional pelo mecanismo de RNA de interferência endógeno via microRNA (miRNA). Estes eventos são capazes de levar à iniciação, à promoção e à manutenção da carcinogênese, como também ter implicações no desenvolvimento da resistência à terapia Os miRNAs formam uma classe de RNAs não codificantes, que durante os últimos anos surgiram como um dos principais reguladores da expressão gênica, através da sua capacidade de regular negativamente a atividade de RNAs mensageiros (RNAms) portadores de uma seqüencia parcialmente complementar. A importância da regulação mediada por miRNAs foi observada pela capacidade destas moléculas em regular uma vasta gama de processos biológicos incluindo a proliferação celular, diferenciação e a apoptose. Para avaliar a expressão de miRNAs durante a progressão tumoral, utilizamos como modelo experimental a série 21T que compreende 5 linhagens celulares originárias da mesma paciente diagnosticada com um tumor primário de mama do tipo ErbB2 e uma posterior metástase pulmonar. Essa série é composta pela linhagem obtida a partir do tecido normal 16N, pelas linhagens correspondentes ao carcinoma primário 21PT e 21NT e pelas linhagens obtidas um ano após o diagnóstico inicial, a partir da efusão pleural no sítio metastatico 21MT1 e 21MT2. O miRNAoma da série 21T revelou uma redução significativa nos níveis de miR-205 e nos níveis da proteina e-caderina e um enriquecimento do fator pró-metastático ZEB-1 nas células 21MT. Considerando a importância dos miRNAs na regulação da apoptose, e que a irradiação em diferentes espectros é comumente usada em procedimentos de diagnóstico como mamografia e na radioterapia, avaliamos a expressão de miRNAs após irradiação de alta e baixa energia e do tratamento doxorrubicina. Para os ensaios foram utilizados as linhagens não tumorais MCF-10A e HB-2 e as linhagens de carcinoma da mama MCF-7 e T-47D. Observou-se que raios-X de baixa energia são capazes de promover quebras na molécula do DNA e apoptose assim como, alterar sensivelmente miRNAs envolvidos nessas vias como o let-7a, miR-34a e miR-29b. No que diz respeito à resposta a danos genotóxicos, uma regulação positiva sobre a expressão de miR-29b, o qual em condições normais é regulado negativamente foi observada uma regulação positiva sobre miR-29b expressão após todos os tratamentos em células tumorais. Nossos resultados indicam que miR-29b é um possível biomarcador de estresse genotóxico e que miR-205 pode participar no potencial metastático das células 21T.

Rapid evolution of mammalian X-linked testis microRNAs

Background: MicroRNAs (miRNAs), which are small, non-coding RNAs approximately 21-nucleotides in length, have become a major focus of research in molecular biology. Mammalian miRNAs are proposed to regulate approximately 30% of all protein-coding genes. P

Small but influential: the role of microRNAs on gene regulatory network and 3 ' UTR evolution

MicroRNAs (miRNAs) are endogenous similar to 22 nucleotide noncoding RNAs that regulate the expression of complementary messenger RNAs (mRNAs). Thousands of miRNA genes have been found in diverse species, and many of them are highly conserved. With the mi

MicroRNAs and other small RNAs enriched in the Arabidopsis RNA-dependent RNA polymerase-2 mutant.

The Arabidopsis genome contains a highly complex and abundant population of small RNAs, and many of the endogenous siRNAs are dependent on RNA-Dependent RNA Polymerase 2 (RDR2) for their biogenesis. By analyzing an rdr2 loss-of-function mutant using two different parallel sequencing technologies, MPSS and 454, we characterized the complement of miRNAs expressed in Arabidopsis inflorescence to considerable depth. Nearly all known miRNAs were enriched in this mutant and we identified 13 new miRNAs, all of which were relatively low abundance and constitute new families. Trans-acting siRNAs (ta-siRNAs) were even more highly enriched. Computational and gel blot analyses suggested that the minimal number of miRNAs in Arabidopsis is approximately 155. The size profile of small RNAs in rdr2 reflected enrichment of 21-nt miRNAs and other classes of siRNAs like ta-siRNAs, and a significant reduction in 24-nt heterochromatic siRNAs. Other classes of small RNAs were found to be RDR2-independent, particularly those derived from long inverted repeats and a subset of tandem repeats. The small RNA populations in other Arabidopsis small RNA biogenesis mutants were also examined; a dcl2/3/4 triple mutant showed a similar pattern to rdr2, whereas dcl1-7 and rdr6 showed reductions in miRNAs and ta-siRNAs consistent with their activities in the biogenesis of these types of small RNAs. Deep sequencing of mutants provides a genetic approach for the dissection and characterization of diverse small RNA populations and the identification of low abundance miRNAs.

Genome-wide computational identification of microRNAs and their targets in the deep-branching eukaryote Giardia lamblia

Using a combined computational program. we identified 50 potential microRNAs (miRNAs) in Giardia lamblia. one of the most primitive unicellular eukaryotes. These miRNAs are unique to G. lamblia and no homologues have been found in other organisms; miRNAs.