Дисертації з теми "A-to-I RNA editing"
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Eran, Alal. "Small RNA and A-to-I editing in Autism Spectrum Disorders." Thesis, Massachusetts Institute of Technology, 2013. http://hdl.handle.net/1721.1/79243.
Cataloged from PDF version of thesis.
Includes bibliographical references.
One in every 88 children is diagnosed with Autism Spectrum Disorders (ASDs), a set of neurodevelopmental conditions characterized by social impairments, communication deficits, and repetitive behavior. ASDs have a substantial genetic component, but the specific cause of most cases remains unknown. Understanding gene-environment interactions underlying ASD is essential for improving early diagnosis and identifying critical targets for intervention and prevention. Towards this goal, we surveyed adenosine-to-inosine (A-to-I) RNA editing in autistic brains. A-to-I editing is an epigenetic mechanism that fine-tunes synaptic function in response to environmental stimuli, shown to modulate complex behavior in animals. We used ultradeep sequencing to quantify A-to-I recoding of candidate synaptic genes in postmortem cerebella from individuals with ASD and neurotypical controls. We found unexpectedly wide distributions of human A-to-I editing levels, whose extremes were consistently populated by individuals with ASD. We correlated Ato- I editing with isoform usage, identified clusters of correlated sites, and examined differential editing patterns. Importantly, we found that individuals with ASD commonly use a dysfunctional form of the editing enzyme ADARB1. We next profiled small RNAs thought to regulate A-to-I editing, which originate from one of the most commonly altered loci in ASD, 15q11. Deep targeted sequencing of SNORD115 and SNORD116 transcripts enabled their high-resolution detection in human brains, and revealed a strong gender bias underlying their expression. The consistent 2-fold upregulation of 15q11 small RNAs in male vs. female cerebella could be important in delineating the role of this locus in ASD, a male dominant disorder. Overall, these studies provide an accurate population-level view of small RNA and A-to-I editing in human cerebella, and suggest that A-to-I editing of synaptic genes may be informative for assessing the epigenetic risk for autism.
by Alal Eran.
Ph.D.in Bioinformatics and Integrative Genomics
Ohlson, Johan. "Novel sites of A-to-I RNA editing in the mammalian brain." Doctoral thesis, Stockholm : Department of Molecular Biology and Functional Genomics, Stockholm University, 2007. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:su:diva-7045.
Mannion, Niamh. "Elucidating the role of the RNA editing enzyme ADAR1 in the innate immune response." Thesis, University of Edinburgh, 2015. http://hdl.handle.net/1842/17887.
Ragone, Frank Leonard. "Identification And Characterization Of The A To I Wobble Deaminase From Trypanosoma Brucei." The Ohio State University, 2008. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=osu1213385124.
Wahlstedt, Helene. "Regulation of site-selective A-to-I RNA editing : During mammalian brain development." Doctoral thesis, Stockholms universitet, Institutionen för molekylärbiologi och funktionsgenomik, 2011. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:su:diva-55525.
At the time of the doctoral defense, the following paper was unpublished and had a status as follows: Paper 4: Manuscript.
Nigita, Giovanni. "Knowledge bases and stochastic algorithms for mining biological data: applications on A-to-I RNA editing and RNAi." Doctoral thesis, Università di Catania, 2014. http://hdl.handle.net/10761/1555.
Du, Yunzhi. "A-to-I pre-mRNA editing of the serotonin 2C receptor /." Connect to full text via ProQuest. IP filtered, 2006.
Typescript. Includes bibliographical references (leaves 118-127). Free to UCDHSC affiliates. Online version available via ProQuest Digital Dissertations;
Veneziano, Dario. "Knowledge bases, computational methods and data mining techniques with applications to A-to-I RNA editing, Synthetic Biology and RNA interference." Doctoral thesis, Università di Catania, 2015. http://hdl.handle.net/10761/4085.
Vogel, Paul [Verfasser], and Thorsten [Akademischer Betreuer] Stafforst. "Establishing Site-Directed A-to-I RNA Editing in Cell Culture / Paul Vogel ; Betreuer: Thorsten Stafforst." Tübingen : Universitätsbibliothek Tübingen, 2019. http://d-nb.info/1193489148/34.
Winner, Katherine M. "A fluorescence-based approach to elucidate the subunit arrangement of the essential tRNA deaminase from Trypanosoma brucei." Wittenberg University Honors Theses / OhioLINK, 2019. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=wuhonors1617803573189193.
Hebras, Jade. "Caractérisation moléculaire du petit ARN nucléolaire SNORD115 : un rôle dans la régulation de l'expression et de la fonction du récepteur à la sérotonine 5-HT2C ?" Thesis, Toulouse 3, 2020. http://www.theses.fr/2020TOU30209.
The nucleolus of mammalian cells contains hundreds of box C/D small nucleolar RNAs (SNORDs). Majority of them, guide sequence-specific 2'-O ribose methylations into ribosomal RNA (rRNA). Some of them facilitate RNA folding and cleavages of ribosomal RNA precursors or guide ribose methylations into spliceosomal small nuclear RNA U6. Recent studies propose that some SNORD could target other transcripts, possibly messenger RNA as suggested by the brain-specific SNORD115. SNORD115 is processed from tandemly repeated genes embedded in the imprinted SNURF-SNRPN domain. Defects in gene expression at this domain are causally linked to rare disease: the Prader-Willi Syndrome (PWS). Excitingly, SNORD115 displays an extensive region of complementary to a brain-specific mRNA encoding the serotonin receptor 5-HT2C. SNORD115 could influence 5-HT2C signaling by fine-tuning alternative splicing or A to I RNA editing of 5-HT2C pre-mRNA. Reduced 5-HT2C receptor activity could contribute to impaired emotional response and/or compulsive overeating that characterized the syndrome. My work was to test this hypothesis using a CRISPR/Cas9-mediated SNORD115 knockout mouse model. My results show that loss of SNORD115 expression, in vivo, does not alter the post-transcriptional regulation of 5-HT2C pre-mRNA processing. Others results from the team do not reveal any defects in anxio-depressive phenotypes and eating behaviour. Our study questions the regulatory roles of SNORD115 in brain functions and behavioural disturbance associated with PWS. On other hand, I have studied ribose methylation sites in rRNA from mouse tissues. This work was included in emerging field of the specialized ribosome hypothesis which suggests heterogeneity in ribosomes may impact activity of ribosomes. Our results show significant changes at few discrete set of sites, especially in rRNA from developing tissues. Also, rRNA from developing tissues is globally less methylated than rRNA from adult tissues. We focus on LSU-Gm4593 site because this position is specifically methylated only during development and hardly ever detected in adult tissues. Methylation at LSU-G4593 is guided by SNORD78. We propose that the expression levels of SNORD78 during development appeared to be regulated by alternative splicing of the host-gene and to correlate with the methylation level of its target site at LSU-G4593. We've used a human cell line (HEK293T) inactivated for the SNORD78 gene in order to understand the functionally role of the corresponding ribose methylation. Our work did not demonstrate any overt cellular phenotypes, even though translation fidelity and the precise function of LSU-Gm4593 remains unknown
Lin, Ko-Hong, and 林科宏. "Discovery of common A-to-I RNA-editing regulators in human." Thesis, 2018. http://ndltd.ncl.edu.tw/handle/24gf88.
Hsia, Ting Nan, and 夏庭楠. "Functional role of Tmem63b A-to-I RNA editing event in endocytosis." Thesis, 2019. http://ndltd.ncl.edu.tw/handle/xep6qg.
Wang, Hong-Ming, and 王鴻銘. "Probing the Physiological Role of RNA A-to-I Editing–Regulation of Editing Frequency by Heat Shock." Thesis, 2008. http://ndltd.ncl.edu.tw/handle/kdcs8r.
國立中山大學
生物醫學研究所
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RNA editing had been considered as a rare exception to the central dogma of molecular biology in which the mRNA truthfully carries genetic code from nucleus to the ribosome for translation. However, researches in the last five years have revealed numerous, widespread RNA A-to-I editing sites in human genome. Although the effects of these editing events require further study, this finding strongly suggests RNA editing occurs frequently, and affects large number of genes. By selectively modifying a few sequences of a gene, RNA editing allows a cell to produce a population of proteins with different properties from a single gene. The major question of this thesis study is whether such editing event is actually dynamically regulated when the cellular physiological processes have to be adjusted in response to changing environment. A previous study screening for Drosophila mutants defected in hypoxia and heat tolerance discovered a hypnos-2 mutant strain which was later found to be defective in dADAR, the drosophila gene encoding the A-to-I editing enzyme, supporting the hypothesis that cells/organisms response to stressful environment by dADAR-mediated RNA editing. Two directions are used to approach how Drosophila uses A-to-I editing to adapt “heat” environment stress. First, whether the expression pattern of dADAR changes after heat shock was investegated. The result showed the dADAR gene exon 7 self-editing frequency was decreased by heat shock, thus possibly enhances dADAR activity after heat shock processing. Moreover it is worth noting that the isoform without -1 exon transcript were obviously up-regulated, and transcript with -1 sequence is relatively down-regulated. On the other hand, no significant changes in the dADAR mRNA expression levels and in the degrees of two dADAR promoters activity were observed. Second, the changes of editing frequency of 30 known A-to-I editing sites were investigated. Generally the editing frequency of majority editing sites changed after heat shock. Therefore, the dADAR activity, the dADAR gene transcript expression alternations, and A-to-I editing frequency of dADAR target genes did change after heat shock, supporting the notion that change of RNA editing pattern is a mechanism for organism to adapt to drastic environmental change. However, how the edited protein isoforms contribute to heat resistance requires further investigation.
Ribeiro, Diogo de Abreu Marques 1988. "Studies on the influence of a TO I RNA editing on protein evolution." Master's thesis, 2012. http://hdl.handle.net/10451/9978.
A edição de ARN é um processo que altera as propriedades de moléculas de ARN – incluindo ARN transportadores, ARN mensagueiros e micro-ARNs. A edição de ARN ocorre em eucariotas e abrange vários tipos, como inserção ou remoção de nucleótidos (uracilos) e dois tipos de desaminação de nucleótidos: de citosina para uracilo e de adenosina para inosina. A edição de ARN de adenosina para inosina (edição de ARN A-para-I) é o tipo de edição de ARN mais comum em metazoários e ocorre em transcritos de ARN possuindo estruturas secundárias, onde adenosinas são convertidas a inosinas por uma desaminação catalizada por enzimas da família adenosina desaminase específica do ARN (ADAR). Como a inosina forma pares de bases com citosinas, esta é interpretada pela maquinaria celular como sendo guanosina, mudando assim o conteúdo informativo de uma molécula de ARN mensageiro, e consequentemente a funcionalidade proteica. Presume-se que este processo ocorra em mais de 85% dos ARN pré-mensageiros humanos, conhecendo-se pelo menos 50 proteínas modificadas por este mecanismo. Para além disso, a edição de ARN A-para-I é fundamental em várias espécies pois a não-edição de alguns transcritos está correlacionada com várias doenças e deficiências – podendo levar à morte prematura de camudongos ou causar deficiências comportamentais em Drosophila melanogaster e Caenorhabditis elegans. Em humanos este fenómeno está associado com cancro, esclerose lateral amiotrófica, diabetes e lúpus, entre outros. Embora se conheça relativamente bem o mecanismo de acção da edição de ARN A-para-I, como também a sua prevalência e consequências biológicas, o efeito que este processo tem na evolução dos seus substratos permanece desconhecido. Sabe-se que os mecanismos epigenéticos, por estes gerarem uma grande diversidade transcriptómica, são factores essenciais na sustentabilidade da imensa complexidade proteica dos organismos superiores. A edição de ARN mostra ter um grande potencial para fornecer parte desta diversidade e foi sugerido que este mecanismo possa aumentar a evolvabilidade de populações e – por ser abundante no sistema nervoso – que seja um factor relevante por exemplo na evolução das capacidades cognitivas humanas. Para elucidar estas questões de uma maneira extensiva e controlada – dado o número de estudos evolutivos deste mecanismo ser reduzido, e por a evolução ser um processo largamente imprevisível – neste trabalho estudamos a evolução de genes codificantes de proteína sobre edição de ARN, usando métodos in silico. O nosso propósito é descobrir como a edição de ARN altera o curso de evolução dos seus alvos e por quais mecanismos isto ocorre, através de uma simulação realista da evolução de populações digitais na presença de edição de ARN, tendo em conta o processamento de informação genética in vivo (transcrição e tradução) e selecção natural em populações. Para isso utilizamos um algoritmo genético modificado para albergar um passo entre a transcrição e tradução de ARN onde este pode sofrer edição de adenosina para inosina e consequentemente alterar a similaridade entre a proteína produzida e uma hipotética proteína-alvo. O processo de edição de ARN in vivo varia largamente na sua eficiência – a presença de um evento de edição pode variar entre 1% a 100% de todos os transcritos produzidos – e também na sua especificidade, onde metade de todas as adenosinas num transcrito podem ser editadas, ou apenas uma ou duas adenosinas específicas serem editadas. Para estudar o efeito da edição de ARN nestas variadas condições, inserimos vários níveis de complexidade nas nossas simulações de forma a retratar evolução em diferentes modos de edição e diferentes condições ambientais (e.g. evolução em direcção a uma proteína-alvo variável ou evolução num ambiente fixo). Com estas simulações descobrimos que a evolução populacional, relativamente à produção de uma proteína-alvo fixa, é abrandada quando estas populações suportam elevados níveis de edição de ARN, comparativamente a populações evoluindo sem a presença de mecanismos de edição. Este abrandamento é devido a constrangimentos evolutivos das sequências codificantes envolvidas na manutenção de eventos de edição. Mesmo que um evento de edição realize uma alteração benéfica para o organismo, a manutenção de um evento de edição requer a presença de duas sequências complementares no transcrito – mimetizando os requerimentos estruturais in vivo presentes na ligação das proteínas ADAR aos alvos. Assim, mutações que modifiquem sequências que sustentem um evento de edição dificilmente poderão conferir benefícios para o organismo, caso essas mesmas mutações também anulem um evento de edição benéfico para o organismo. Contudo, quando os níveis de edição de ARN são moderados ou baixos, as populações não evoluem tão dependentes de eventos de edição benéficos, e a presença de edição de ARN é até capaz de aumentar ligeiramente a taxa de evolução (evolvabilidade) das populações quando comparada a um controlo evoluindo sem edição de ARN. O impacto da edição de ARN nas taxas de evolução advém da alteração do balanço entre três forças evolutivas que actuam na presença deste mecanismo: constrangimentos na evolução das sequencias que sustentam eventos de edição benéficos para o organismo; abrandamento da evolução causado pela remoção sistemática de eventos de edição de ARN prejudiciais; aumento da exploração do espaço genético através da edição de ARN. Esta última força evolutiva tem a capacidade de aumentar a capacidade evolutiva das populações através de um processo conhecido como o efeito Baldwin. Esta teoria conjectura que a presença de um novo fenótipo (aprendido ou plástico) numa população pode alterar a pressão selectiva dessa população, beneficiando indivíduos que mais facilmente adquiram essa característica. Subsequentemente, ainda que esse fenótipo não seja directamente determinado geneticamente, a modificação da pressão selectiva vai provocar assimilação genética desse fenótipo ou de características que viabilizem uma mais fácil aquisição desse fenótipo. Nas nossas simulações observamos esse efeito; populações sob edição de ARN evoluem mais rápido porque, em codões que só estão a uma modificação (a um nucleótido) de codificar o aminoácido-alvo, a edição de ARN pode imediatamente converter este codão que de outra maneira seria “inapto” num codão certo que contribui para a fitness do organismo. Assim a pressão selectiva na população é alterada, onde organismos com codões mais perto de codificar o aminoácido certo são preferencialmente seleccionados. De seguida, verificamos uma rápida assimilação genética de eventos de edição, pois a codificação genética é mais vantajosa por diminuir a dependência dos organismos em eventos de edição, visto que a modificação de adenosina para inosina é apenas dada por uma chance, não ocorrendo em todos os transcritos. Neste trabalho abordamos também o efeito da edição de ARN em populações em equilíbrio num ambiente estável. Sob estas condições a edição de ARN mostra aumentar a variabilidade de genótipos da população, ao mesmo tempo que mantêm o mesmo valor médio de similaridade com a proteína-alvo que populações sem edição. Esta maior variabilidade genotípica mostra ser importante em ambientes mutáveis, onde populações sob edição de ARN mostram adaptar-se mais rapidamente a alterações na proteína-alvo do que populações controlo. Simulações usando uma função alternativa para o cálculo da fitness – baseada numa matriz de substituição de aminoácidos – provoca estagnação evolutiva de populações que atingiram um pico sub-óptimo de fitness, contudo, populações com edição de ARN demonstram uma maior capacidade de escapar estagnação evolutiva e alcançar maior fitness. A edição de ARN mostra assim ser capaz explorar espaço genotípico inacessível pela mutação e recombinação conseguindo alcançar fénotipos que de outra maneira eram inacessíveis. Em suma, embora este trabalho não determine a extensão do impacto do mecanismo de edição de ARN A-para-I em populações in vivo, estas simulações dão-nos pistas de como este mecanismo poderá afectar evolução de genes codificantes, revelando a potencial contribuição deste mecanismo epigenetico para a adaptação evolutiva, não só aumentando a evolvabilidade de uma população mas também explorando o espaço evolutivo de uma maneira dissimilar.
Adenosine-to-inosine RNA editing is a pervasive epigenetic mechanism that increases transcriptome diversity in metazoans. The phenomenon occurs posttranscriptionally targeting intramolecular stem-loops, where adenosine (A) is converted to inosine (I) by adenosine deaminases that act on RNA (ADARs). As inosines are interpreted by the cellular machinery as guanosines, the information content of the mRNAs is modified, possibly leading to altered protein function. Although the prevalence, molecular mechanism and physiological function of A-to-I RNA editing is understood to some extent, its evolutionary significance still remains a mystery. Here, we simulate evolution of digital populations under RNA editing in several relevant conditions (e.g. different specificity and efficiency) in order to study the dynamics and evolution of the RNA editing targets in an extensive and controlled way. We aim to discover the specific mechanisms through which RNA editing affects protein-coding gene’s evolution by simulating the in vivo information processing and natural evolution. We found that high levels of RNA editing, even when improving population fitness, may slowdown population evolution, mainly caused by the requisite of having to sustain complementary sequences within the gene for RNA editing to occur. However, low levels of RNA editing increase the evolvability of the system because RNA editing augments the sequence space exploration leading to enhanced genetic assimilation of improved genotypes, hence representing the Baldwin Effect hypothesis. Additionally, we address the impact of RNA editing in evolution under different scenarios: changing environment, accounting for amino acid similarities, and observing the effects of RNA editing on populations at equilibrium. Overall, this work allows us to posit further value of this epigenetic source of phenotypic variation as a relevant contributor for adaptive evolution. This work also provides us clues on how protein-coding genes evolve under RNA editing and subsequent studies should aim to establish the extent to which RNA editing influences metazoan evolution.