Program TEAM

W poszukiwaniu nowych ścieżek nowotworzenia – całogenomowa analiza funkcjonalna genów z klasy mikroRNA zaburzonych w nowotworach człowieka.

MikroRNA (miRNA) stanowią klasę krótkich, około 20-nukleotydowych, niekodujących cząsteczek RNA, których rolą, obserwowaną u organizmów jądrowych, jest obniżanie ekspresji genów poprzez hamowanie ich translacji lub degradowanie mRNA. miRNA zaangażowane są w wiele ważnych procesów biologicznych, takich jak regulacja proliferacji, różnicowania komórek, apoptozy, embriogenezy i organogenezy. Szacuje się, że ekspresja ok 30% genów ludzkiego genomu jest regulowana przez czasteczki mikroRNA.

Prowadzone w ostatnich latach badania wykazały wiele przykładów zaburzeń regulacji mikroRNA w nowotworach. Okazało się, że mikroRNA mogą nie tylko regulować ekspresję licznych onkogenów i genów supresorowych, ale też same mogą działać jak onkogeny i supresory. Pojedyncza cząsteczka miRNA może regulować translację wielu mRNA a translacja jednego mRNA może być regulowana przez wiele roznych cząsteczek mikroRNA.

MikroRNA regulują ekspresję genów docelowych wiążąc się do komplementarnych sekwencji w ich 3’ UTRach, czyli obszarach mRNA nie ulegajacych translacji. Najważniejszy dla właściwego dzialania miRNA jest tzw seed region, czyli obszar między 2 a 8 nukleotydem. W naszym zespole wykazaliśmy, że polimorfizm i mutacje somatyczne mikroRNA predysponują do raka brodawkowatego tarczycy. Znaczenie tego odkrycia zostało później pogłębione poprzez wykazanie, że pozornie niewinny wariant sekwencji prekursora mikroRNA (polimorfizm pojedynczego nukleotydu, ang. SNP) może prowadzić do produkcji dwóch niezależnych, funkcjonalnie czynnych cząsteczek regulatorowych. Aby w pełni wyjaśnić rolę mikroRNA w nowotworzeniu, niezbędne jest stworzenie pełnej listy wariantów polimorficznych mikroRNA w połączeniu z oceną ekspresji poszczególnych izoform w tkance guza. W tym celu proponujemy przeprowadzenie całogenomowego badania transkryptomu małych cząsteczek regulatorowych, w tym mikroRNA, w tkankach ludzkich nowotworów (raka jelita grubego i raka wątrobowokomórkowego) przy użyciu nowej generacji sekwenatora genomowego, technologii umożliwiającej równoczesne analizowanie sekwencji i ekspresji genów.

W pierwszej kolejności zidentyfikujemy, annotujemy i ocenimy ekspresję znanych i jeszcze nie odkrytych mikroRNA i ich izoform w parach tkankowych „rak/zdrowa tkanka sąsiadująca” oraz w tkankach kontrolnych pochodzących od pacjentów nieobciążonych procesem nowotworowym. W rezultacie otrzymamy pełną listę zaburzeń mikroRNA w ciągu zdarzeń od tkanki zdrowej do raka. Następnie ocenimy eksperymentalnie wpływ znalezionych zmian genetycznych (polimorfizmów i mutacji) sekwencji genów z klasy mikroRNA na regulacje transkryptomu genów produkujących białka.

Celem badania jest:

1) Odkrycie i annotacja na poziomie całogenomowym wcześniej nieopisanych małych genów regulatorowych RNA, w tym mikroRNA, ulegających ekspresji w raku jelita grubego i raku wątrobowokomórkowym;

2) Opisanie germinalnych i somatycznych wariantów genetycznych znanych i nowoodkrytych genów mikroRNA w parach tkankowych „rak/zdrowa tkanka sąsiadująca” pochodzących od pacjentów cierpiących na raka jelita grubego i raka wątrobowokomórkowego;

3) Określenie poziomu ekspresji opisanych izoform mikroRNA w parach tkankowych „rak/zdrowa tkanka sąsiadująca” oraz w tkankach kontrolnych pochodzących od pacjentów nieobciążonych procesem nowotworowym;

4) Określenie wpływu znalezionych wariantów genetycznych mikroRNA na regulację transkryptomu genów produkujących białka.

 Efektem końcowym niniejszego projektu będzie: 

    lista nowoodkrytych małych genów regulatorowych RNA, w tym mikroRNA;

    pełna lista wariantów polimorficznych znanych i nowoodkrytych mikroRNA;

    opis mutacji somatycznych w zakresie sekwencji mikroRNA w raku jelita grubego i raku wątrobowokomórkowym;

    pełen profil ekspresji mikroRNA i ich izoform w badanych nowotworach;

    eksperymentalna ocena wpływu wariantów genetycznych mikroRNA na regulację ich genów docelowych i w efekcie zaburzoną produkcję białek.

Długoplanowym celem naszych badań jest wykorzystanie zdobytych w przebiegu tego projektu danych do zaproponowania nowych możliwości diagnostycznych i terapeutycznych dla chorych z chorobami nowotworowymi. Wierzymy, że nasz projekt będzie mógł stanowić model dla wielu nowotworów, nie tylko raka jelita grubego i wątroby.