Novas Descobertas nas Variações de RNA da Retina
Pesquisadores revelam formas diversas de RNA ligadas a doenças hereditárias da retina.
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Índice
- O Papel do Splicing Alternativo na Retina
- Tecnologia Avançada de Sequenciamento: PacBio Iso-Seq
- Importância do Estudo da Síndrome de Usher
- O Processo de Análise das Variações de Transcritos
- Combinando Dados pra Uma Visão Abrangente
- Descobertas Relacionadas ao Gene MYO7A
- Insights do Gene WHRN
- Variações dos Genes USH2A e ADGRV1
- Implicações para Futuras Pesquisas e Desenvolvimento de Tratamentos
- Conclusão
- Fonte original
- Ligações de referência
A retina humana é uma parte super importante dos nossos olhos que ajuda a gente a ver, transformando luz em sinais que o cérebro entende. Ela é composta por vários tipos de células que trabalham juntas pra formar um tecido complexo. Um ponto chave é como diferentes formas de genes são expressas na retina, o que pode impactar a nossa compreensão de doenças que afetam a visão, especialmente as doenças retinais hereditárias (DRHs).
Splicing Alternativo na Retina
O Papel doUm processo significativo que aumenta a variedade de formas de genes na retina é chamado de splicing alternativo. Esse processo biológico permite que um único gene produza vários tipos de RNA, resultando em diferentes variações de proteínas que desempenham funções únicas em diferentes tecidos. A retina é particularmente rica nessas formas únicas de genes. No entanto, métodos tradicionais de estudo dessas formas, como o sequenciamento de leitura curta, têm limitações e muitas vezes não capturam a imagem completa dos diversos tipos de RNA presentes na retina.
Tecnologia Avançada de Sequenciamento: PacBio Iso-Seq
Pra resolver essas limitações, os pesquisadores estão usando uma tecnologia chamada sequenciamento de RNA de leitura longa da PacBio, conhecida como Iso-Seq. Esse método permite uma análise mais aprofundada da variedade de tipos de RNA. Ao contrário dos métodos tradicionais, o Iso-Seq pode capturar sequências completas de RNA que são mais longas, oferecendo uma compreensão mais clara das variações de splicing. Isso é especialmente importante para estudar genes ligados a doenças retinais hereditárias, que costumam ter sequências de RNA muito longas.
Síndrome de Usher
Importância do Estudo daA síndrome de Usher é uma condição que pode causar perda auditiva e problemas de visão. Ela é causada por mutações em um dos 11 genes diferentes, sendo que dois desses genes, USH2A e ADGRV1, são particularmente significativos por causa do seu tamanho e complexidade. Entender as diferentes formas de RNA produzidas por esses genes na retina é crucial para desenvolver tratamentos eficazes.
O Processo de Análise das Variações de Transcritos
Pra ter uma visão mais clara das diferentes formas de RNA associadas à síndrome de Usher, os pesquisadores coletaram amostras de tecido retinal de doadores que não tinham problemas de visão conhecidos. Eles usaram essas amostras pra fazer extrações de RNA e as prepararam pra sequenciamento, seguindo fluxos de trabalho tanto padrão quanto otimizados pra capturar transcritos de RNA mais longos. O fluxo de trabalho foi ajustado pra garantir que sequências de RNA mais longas fossem sequenciadas com sucesso, já que muitos transcritos importantes ligados à síndrome de Usher excedem os comprimentos típicos.
Combinando Dados pra Uma Visão Abrangente
Os dados de sequenciamento foram analisados minuciosamente pra classificar as diferentes formas de RNA presentes na retina. Ao combinar análises automatizadas com checagens manuais cuidadosas, os pesquisadores conseguiram construir uma visão detalhada das várias formas de transcritos associadas à síndrome de Usher. Essa abordagem foi especialmente necessária para genes que mostram muita variação nas sequências de RNA que produzem.
Descobertas Relacionadas ao Gene MYO7A
Uma descoberta significativa foi relacionada ao gene MYO7A, que é conhecido por desempenhar um papel na síndrome de Usher tipo 1B. Os pesquisadores identificaram uma nova forma de RNA que começa em um ponto diferente das versões conhecidas anteriormente. Esse ponto de partida alternativo pode levar a uma proteína com características adicionais, potencialmente influenciando sua função na retina. Essa nova forma foi encontrada como o tipo mais abundante na retina, sugerindo que pode ser essencial pra entender o papel do gene na visão.
Insights do Gene WHRN
Outro gene de interesse é o WHRN, ligado à síndrome de Usher tipo 2D. A análise revelou novos tipos de RNA que não estavam documentados anteriormente, ampliando nossa compreensão de como esse gene pode funcionar na retina. Algumas formas de RNA mostraram sinais de incluir partes de RNA que deveriam ter sido removidas durante o processamento, indicando mudanças contínuas que podem afetar como as proteínas são produzidas.
Variações dos Genes USH2A e ADGRV1
A análise dos genes USH2A e ADGRV1 apresentou desafios únicos devido ao seu tamanho grande. Os cientistas não conseguiram capturar RNA de comprimento total para as formas maiores desses genes usando métodos padrão. No entanto, eles identificaram formas de RNA mais curtas e variações que indicam a presença de sequências mais longas. Além disso, através de esforços de enriquecimento direcionados, conseguiram capturar transcritos USH2A de comprimento total, marcando um progresso significativo na compreensão do papel desse gene na saúde retinal.
Implicações para Futuras Pesquisas e Desenvolvimento de Tratamentos
Os resultados dessa análise abrangente têm implicações importantes para o diagnóstico e tratamento de doenças retinais hereditárias. A identificação de novas formas de RNA sugere que pode haver outras maneiras que esses genes podem funcionar ou ser afetados por mutações. Esse conhecimento pode levar ao desenvolvimento de terapias direcionadas e ferramentas de diagnóstico melhoradas que consideram as variações em RNA produzidas por esses genes.
Conclusão
No geral, o estudo da retina humana usando técnicas avançadas de sequenciamento trouxe insights valiosos sobre o complexo mundo das formas de RNA associadas a doenças retinais hereditárias. Ao entender as variações na expressão gênica, especialmente para condições como a síndrome de Usher, os pesquisadores podem abrir caminho para tratamentos inovadores e aumentar a precisão diagnóstica para os pacientes. A análise detalhada das formas de RNA não só ilumina como nossos genes funcionam, mas também abre novas avenidas para lidar com problemas de visão que têm causas genéticas.
Título: Pushing the limits of single molecule transcript sequencing to uncover the largest disease-associated transcript isoforms in the human neural retina
Resumo: Sequencing technologies have long limited the comprehensive investigation of large transcripts associated with inherited retinal diseases (IRDs) like Usher syndrome, which involves 11 associated genes with transcripts up to 19.6 kb. To address this, we used PacBio long-read mRNA isoform sequencing (Iso-Seq) following standard library preparation and an optimized workflow to enrich for long transcripts in the human neural retina. While our workflow achieved sequencing of transcripts up to 15 kb, this was insufficient for Usher syndrome-associated genes USH2A and ADGRV1, with transcripts of 18.9 kb and 19.6 kb, respectively. To overcome this, we employed the Samplix Xdrop System for indirect target enrichment of cDNA, a technique typically used for genomic DNA capture. This method facilitated the successful capture and sequencing of ADGRV1 transcripts as well as the full-length 18.9 kb USH2A transcripts. By combining algorithmic analysis with detailed manual curation of sequenced reads, we identified novel isoforms and alternative splicing events across the 11 Usher syndrome-associated genes, with implications for diagnostics and therapy development. Our findings demonstrate the Xdrop systems adaptability for cDNA capture and the advantages of integrating computational and manual transcript analyses. The full neural retina sequencing dataset is available via EGA under identifier EGAD50000000720.
Autores: Erik de Vrieze, M. Stemerdink, T. Riepe, N. Zomer, R. Salz, M. Kwint, R. Timmermans, B. Ferrari, S. Ferrari, A. Duenas Rey, E. Delanote, S. E. de Bruijn, H. Kremer, S. Roosing, F. Coppieters, A. Hoischen, F. P. M. Cremers, P. A. C. 't Hoen, E. van Wijk
Última atualização: 2024-09-14 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.09.10.612265
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.09.10.612265.full.pdf
Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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