Investigation of the effects of GTF2A1-antisense long non-coding RNA on cell fate

Abstract

Apoptosis is a distinct mode of programmed cell death whereby cellular contents are broken down and accumulated in the apoptotic bodies. The vast majority of the genome consists of non-coding RNAs (ncRNA). NcRNAs can be divided into groups depending on their length, for example, long non-coding RNA (lncRNA) longer than 200 nucleotides. It has been demonstrated that these have important roles in the development, and treatment of cancer and in other diseases that critically affect human life. Considering the lncRNAs’ mechanisms of action on apoptosis, they modulate activity of transcription factors, regulate miRNAs, and interact with proteins related to histone mechanisms such as chromatin modifier. In this perspective, GTF2A1-AS which is an uncharacterized and novel lncRNA was found as one of highly expressed lncRNA in transcriptomic data obtained from HeLa cells treated with cisplatin. The potential role of GTF2A1-AS within the cell was investigated through the transcriptomic data provided by GTF2A1-AS knockdown. It has been found that specific gene clusters mainly enriched in the pathway which is Defective Homology directed Repair through Homologous Recombination. In this process, double-strand breaks are repaired with the help of BRCA1/2, RAD50, RAD51, PALB2 proteins which are known as DNA damage response proteins. Thus, the genes related with DNA damage response were selected to validate the transcriptomic data. In light of this information, GTF2A1-AS knockdown has resulted in an increase in the early apoptosis in HeLa cells. Additionally, when GTF2A1-AS knockdown was combined with cisplatin, it sensitized HeLa cells against cisplatin by affecting late apoptosis, specifically. Consequently, GTF2A1-AS as a cisplatin inducible lncRNA modulates apoptosis and chemosensitivity in HeLa cells.

Apoptoz, hücresel içeriklerin parçalandığı ve apoptotik cisimlerde biriktiği, programlanmış hücre ölümünün farklı bir modudur. Genomun büyük çoğunluğu kodlayıcı olmayan RNA'lardan oluşur. Kodlamayan RNA'lar, uzunluklarına bağlı olarak gruplara ayrılabilir, örneğin, 200 nükleotidden uzun olan, uzun kodlamayan RNA (ukmRNA). Bunların kanser ve insan hayatını kritik derecede etkileyen diğer hastalıkların gelişimi ve tedavisinde önemli rolleri olduğu kanıtlanmıştır. UkmRNA'ların apoptoz üzerindeki etki mekanizmaları göz önüne alındığında, transkripsiyon faktörlerinin aktivitesini modüle ederler, miRNA'ları düzenlerler ve kromatin değiştirici gibi histon mekanizmalarıyla ilgili proteinlerle etkileşime girerler. Bu açıdan, sisplatin ile muamele edilmiş HeLa hücrelerinden elde edilen transkriptomik verilerde, karakterize edilmemiş ve yeni bir uzun kodlamayan RNA olan GTF2A1-AS, yüksek oranda eksprese edilen ukmRNA'lardan biri olarak bulundu. GTF2A1-AS'nin hücre içerisindeki potansiyel rolü, GTF2A1-AS susturulması yoluyla sağlanan transkriptomik veriler aracılığıyla araştırıldı. Spesifik gen kümelerinin, “Homolog Rekombinasyon Yoluyla Kusurlu Homolojiye Yönelik Onarım” yolağında ağırlıklı olarak yoğunlaştığı bulunmuştur. Bu süreçte DNA hasar yanıt proteinleri olarak bilinen BRCA1/2, RAD50, RAD51, PALB2 proteinleri yardımıyla çift zincir kırıkları onarılır. Böylece, bu transkriptomik verilerini doğrulamak için DNA hasar yanıtı ile ilgili genler seçildi. Bu bilgiler ışığında GTF2A1-AS susturulması, HeLa hücrelerinde erken apoptozda artış ile sonuçlanmıştır. Ayrıca sisplatin ile birleştiğinde özellikle geç apoptozu etkileyerek HeLa hücrelerinin sisplatine karşı hassasiyetine yol açmıştır. Sonuç olarak, bir sisplatin indüklenebilir ukmRNA olarak GTF2A1-AS, HeLa hücrelerinde apoptozu ve kemosensitiviteyi düzenler.