«Ульяновский медико-биологический журнал»

PHYSIOLOGY

Download article

DOI 10.34014/2227-1848-2022-4-149-159

EXPRESSION OF H/ACA SNORNA IN CELL LINES WITH CHROMOSOMAL ABNORMALITIES AFTER IRRADIATION

E.V. Rastorgueva, E.S. Pogodina, E.V. Yurova, E.A. Beloborodov, D.E. Sugak, Yu.V. Saenko, A.N. Fomin

Ulyanovsk State University, Ulyanovsk, Russia

 

The H/ACA snoRNA family is involved in pseudouridine biogenesis. It prevents genetic changes in cells and makes them more stable due to ribosomal RNA characteristics. Therefore, the study of H/ACA snoRNA expression in cell lines with chromosomal disorders after irradiation is of particular interest.

The purpose of the study is to analyze the effect of chromosomal disorders on H/ACA snoRNA expression in radioresistant K562 and radiosensitive HL-60 cell lines after radiation exposure.

Materials and Methods. K562 and HL-60 cell lines were exposed to radiation (4 Gy). H/ACA snoRNA expression was analyzed by NGS sequencing (1, 4, and 24 hours after irradiation).

Results. The authors revealed differences in H/ACA snoRNA expression by chromosomes in the studied cell lines, as well as the impact of chromosomal abnormalities on H/ACA snoRNA expression after radiation exposure. Changes in the copy number of normal chromosomes lead to minor changes in H/ACA snoRNA expression. Marker chromosomes disrupt H/ACA snoRNA expression. Thus, is becomes impossible to use H/ACA snoRNAs located in abnormal chromosomes as radioresistance markers. Moreover, marker chromosomes decrease the number of H/ACA snoRNAs expressed in K562, despite the greater amount of genetic material.

Key words: H/ACA snoRNA family, cancer cells, marker chromosomes.

 

References

  1. Liang J., Wen J., Huang Z., Chen X.P., Zhang B.X., Chu L. Small Nucleolar RNAs: Insight Into Their Function in Cancer. Front Oncol. 2019; 9: 587.

  2. Cui L., Nakano K., Obchoei S. Small Nucleolar Noncoding RNA SNORA23, Up-Regulated in Human Pancreatic Ductal Adenocarcinoma, Regulates Expression of Spectrin Repeat-Containing Nuclear Envelope 2 to Promote Growth and Metastasis of Xenograft Tumors in Mice. Gastroenterology. 2017; 153 (1): 292–306.e2.

  3. Zhu W., Zhang T., Luan S. Identification of a novel nine-SnoRNA signature with potential prognostic and therapeutic value in ovarian cancer. Cancer Med. 2022; 11 (10): 2159–2170.

  4. Rastorgueva E., Liamina D., Panchenko I. The effect of chromosome abnormalities on expression of SnoRNA in radioresistant and radiosensitive cell lines after irradiation. Cancer Biomark. 2022; 34 (4): 545–553.

  5. Abel Y., Rederstorff M. SnoRNAs and the emerging class of sdRNAs: Multifaceted players in oncogenesis. Biochimie. 2019; 164: 17–21.

  6. Dsouza V.L., Adiga D., Sriharikrishnaa S., Suresh P.S., Chatterjee A., Kabekkodu S.P. Small nucleolar RNA and its potential role in breast cancer – A comprehensive review. Biochim Biophys Acta Rev Cancer. 2021; 1875 (1): 188501.

  7. McMahon M., Contreras A., Holm M. A single H/ACA small nucleolar RNA mediates tumor suppression downstream of oncogenic RAS. Elife. 2019; 8: e48847.

  8. McMahon M., Contreras A., Ruggero D. Small RNAs with big implications: new insights into H/ACA snoRNA function and their role in human disease. Wiley Inter discip Rev RNA. 2015; 6 (2): 173–189.

  9. Garus A., Autexier C. Dyskerin: an essential pseudouridine synthase with multifaceted roles in ribosome biogenesis, splicing, and telomere maintenance. RNA. 2021; 27 (12): 1441–1458.

  10. Cai C., Peng Y., Shen E. Identification of tumour immune infiltration-associated snoRNAs (TIIsno) for predicting prognosis and immune landscape in patients with colon cancer via a TIIsno score model. EBio Medicine. 2022; 76: 103866.

  11. Mascotti K., McCullough J., Burger S.R. HPC viability measurement: Trypan blue versus acridine orange and propidium iodide. Transfusion. 2000; 40: 693–696.

  12. Liang J.C., Ning Y., Wang R.Y. Spectral karyotypic study of the HL-60 cell line: detection of complex rearrangements involving chromosomes 5, 7, and 16 and delineation of critical region of deletion on 5q31.1. Cancer Genet Cytogenet. 1999; 113 (2): 105–109.

  13. Naumann S., Reutzel D., Speicher M., Decker H.J. Complete karyotype characterization of the K562 cell line by combined application of G-banding, multiplex-fluorescence in situ hybridization, fluorescence in situ hybridization, and comparative genomic hybridization. Leuk Res. 2001; 25 (4): 313–322.

  14. Chaudhry M.A. Expression pattern of small nucleolar RNA host genes and long non-coding RNA in X-rays-treated lymphoblastoid cells. Int J Mol Sci. 2013; 14 (5): 9099–9110.

  15. De Falco G., Ambrosio M.R., Fuligni F. Burkitt lymphoma beyond MYC translocation: N-MYC and DNA methyltransferases dysregulation. BMC Cancer. 2015; 15: 668.

  16. Barozzi C., Zacchini F., Asghar S., Montanaro L. Ribosomal RNA Pseudouridylation: Will Newly Available Methods Finally Define the Contribution of This Modification to Human Ribosome Plasticity? Front Genet. 2022; 13: 920987.

  17. Slimani W., Jelloul A., Al-Rikabi A. Small supernumerary marker chromosomes (sSMC) and male infertility: characterization of five new cases, review of the literature, and perspectives. J Assist Reprod Genet. 2020; 37 (7): 1729–1736.

  18. An N., Yu Y., Xi Q. Molecular Characterization of Mosaicism for a Small Supernumerary Marker Chromosome Derived from Chromosome Y in an Infertile Male with Apparently Normal Phenotype: A Case Report and Literature Review. Biomed ResInt. 2019; 2019: 9398275.

Received 10 August 2022; accepted 20 November 2022.

 

Information about the authors

Rastorgueva Evgeniya Vladimirovna, Senior Lecturer, Chair of General and Clinical Pharmacology with a Course in Microbiology, Junior Researcher, S.P. Kapitsa Technology Research Institute, Ulyanovsk State University. 432017, Russia, Ulyanovsk, L. Tolstoy St., 42; e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., ORCID ID: https://orcid.org/0000-0003-1518-4677.

Pogodina Evgeniya Sergeevna, Candidate of Sciences (Biology), Researcher, S.P. Kapitsa Technology Research Institute, Ulyanovsk State University. 432017, Russia, Ulyanovsk, L. Tolstoy St., 42; e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., ORCID ID: https://orcid.org/0000-0001-8183-5103.

Yurova Elena Valer'evna, Post-graduate Student, Junior Researcher, S.P. Kapitsa Technology Research Institute, Ulyanovsk State University. 432017, Russia, Ulyanovsk, L. Tolstoy St., 42; e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., ORCID ID: http://orcid.org/0000-0001-7484-2671.

Beloborodov Evgeniy Alekseevich, Post-graduate Student, Junior Researcher, S.P. Kapitsa Technology Research Institute, Ulyanovsk State University. 432017, Russia, Ulyanovsk, L. Tolstoy St., 42; e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., ORCID ID: https://orcid.org/0000-0002-5666-5154.

Sugak Dmitriy Evgen'evich, Research Engineer, S.P. Kapitsa Technology Research Institute, Ulyanovsk State University. 432017, Russia, Ulyanovsk, L. Tolstoy St., 42; e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., ORCID ID: https://orcid.org/0000-0002-3276-8976.

Saenko Yuriy Vladimirovich, Doctor of Sciences (Biology), Professor, Leading Researcher, S.P. Kapitsa Technology Research Institute, Ulyanovsk State University. 432017, Russia, Ulyanovsk, L. Tolstoy St., 42; e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., ORCID ID: https://orcid.org/0000-0002-4402-1482.

Fomin Aleksandr Nikolaevich, Candidate of Sciences (Technical Sciences), Director, Senior Researcher, S.P. Kapitsa Technology Research Institute, Ulyanovsk State University. 432017, Russia, Ulyanovsk, L. Tolstoy St., 42; e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., ORCID ID: http://orcid.org/0000-0003-0826-1857.

 

For citation

Rastorgueva E.V., Pogodina E.S., Yurova E.V., Beloborodov E.A., Sugak D.E., Saenko Yu.V., Fomin A.N. Ekspressiya H/ACA myakRNK v kletochnykh liniyakh s khromosomnymi narusheniyami posle oblucheniya [Expression of H/ACA snoRNA in cell lines with chromosomal abnormalities after irradiation]. Ul'yanovskiy mediko-biologicheskiy zhurnal. 2022; 4: 149–159. DOI: 10.34014/2227-1848-2022-4-149-159 (in Russian).

 

Скачать статью

УДК 577.218

DOI 10.34014/2227-1848-2022-4-149-159

ЭКСПРЕССИЯ H/ACA мякРНК В КЛЕТОЧНЫХ ЛИНИЯХ С ХРОМОСОМНЫМИ НАРУШЕНИЯМИ ПОСЛЕ ОБЛУЧЕНИЯ

Е.В. Расторгуева, Е.С. Погодина, Е.В. Юрова, Е.А. Белобородов, Д.Е. Сугак, Ю.В. Саенко, А.Н. Фомин

ФГБОУ ВО «Ульяновский государственный университет», г. Ульяновск, Россия

 

Семейство H/ACA мякРНК участвует в биогенезе псевдоуридина, препятствуя генетическим изменениям в клетках, делая их более устойчивыми, через стабильность рибосомальной РНК. Поэтому изучение экспрессии H/ACA мякРНК в клеточных линиях при хромосомных нарушениях после облучения представляет особый интерес.

Цель исследования – изучение влияния хромосомных нарушений на экспрессию H/ACA мякРНК в радиорезистентной К562 и радиочувствительной HL-60 клеточных линиях после радиационного воздействия.

Материалы и методы. Клеточные линии К562 и HL-60 облучали в дозе 4 Гр. Экспрессию H/ACA мякРНК анализировали с помощью NGS-секвенирования через 1, 4 и 24 ч после облучения.

Результаты. Выявили отличия экспрессии H/ACA мякРНК по хромосомам в изучаемых клеточных линиях, а также влияние хромосомных аномалий на экспрессию H/ACA мякРНК после радиационного воздействия. Изменение количества копий нормальных хромосом ведет к незначительным изменениям экспрессии H/ACA мякРНК. Наличие маркерных хромосом приводит к нарушению экспрессии H/ACA мякРНК, что делает невозможным использование H/ACA мякРНК, локализованных в аномальных хромосомах, в качестве маркеров радиорезистентности. Кроме того, при наличии маркерных хромосом снижается количество экспрессирующихся H/ACA мякРНК в K562, несмотря на большее количество генетического материала.

Ключевые слова: семейство H/ACA мякРНК, раковые клетки, маркерные хромосомы.

 

Литература

  1. Liang J., Wen J., Huang Z., Chen X.P., Zhang B.X., Chu L. Small Nucleolar RNAs: Insight Into Their Function in Cancer. Front Oncol. 2019; 9: 587.

  2. Cui L., Nakano K., Obchoei S. Small Nucleolar Noncoding RNA SNORA23, Up-Regulated in Human Pancreatic Ductal Adenocarcinoma, Regulates Expression of Spectrin Repeat-Containing Nuclear Envelope 2 to Promote Growth and Metastasis of Xenograft Tumors in Mice. Gastroenterology. 2017; 153 (1): 292–306.e2.

  3. Zhu W., Zhang T., Luan S. Identification of a novel nine-SnoRNA signature with potential prognostic and therapeutic value in ovarian cancer. Cancer Med. 2022; 11 (10): 2159–2170.

  4. Rastorgueva E., Liamina D., Panchenko I. The effect of chromosome abnormalities on expression of SnoRNA in radioresistant and radiosensitive cell lines after irradiation. Cancer Biomark. 2022; 34 (4): 545–553.

  5. Abel Y., Rederstorff M. SnoRNAs and the emerging class of sdRNAs: Multifaceted players in oncogenesis. Biochimie. 2019; 164: 17–21.

  6. Dsouza V.L., Adiga D., Sriharikrishnaa S., Suresh P.S., Chatterjee A., Kabekkodu S.P. Small nucleolar RNA and its potential role in breast cancer - A comprehensive review. Biochim Biophys Acta Rev Cancer. 2021; 1875 (1): 188501.

  7. McMahon M., Contreras A., Holm M. A single H/ACA small nucleolar RNA mediates tumor suppression downstream of oncogenic RAS. Elife. 2019; 8: e48847.

  8. McMahon M., Contreras A., Ruggero D. Small RNAs with big implications: new insights into H/ACA snoRNA function and their role in human disease. Wiley Inter discip Rev RNA. 2015; 6 (2): 173–189.

  9. Garus A., Autexier C. Dyskerin: an essential pseudouridine synthase with multifaceted roles in ribosome biogenesis, splicing, and telomere maintenance. RNA. 2021; 27 (12): 1441–1458.

  10. Cai C., Peng Y., Shen E. Identification of tumour immune infiltration-associated snoRNAs (TIIsno) for predicting prognosis and immune landscape in patients with colon cancer via a TIIsno score model. EBio Medicine. 2022; 76: 103866.

  11. Mascotti K., McCullough J., Burger S.R. HPC viability measurement: Trypan blue versus acridine orange and propidium iodide. Transfusion. 2000; 40: 693–696.

  12. Liang J.C., Ning Y., Wang R.Y. Spectral karyotypic study of the HL-60 cell line: detection of complex rearrangements involving chromosomes 5, 7, and 16 and delineation of critical region of deletion on 5q31.1. Cancer Genet Cytogenet. 1999; 113 (2): 105–109.

  13. Naumann S., Reutzel D., Speicher M., Decker H.J. Complete karyotype characterization of the K562 cell line by combined application of G-banding, multiplex-fluorescence in situ hybridization, fluorescence in situ hybridization, and comparative genomic hybridization. Leuk Res. 2001; 25 (4): 313–322.

  14. Chaudhry M.A. Expression pattern of small nucleolar RNA host genes and long non-coding RNA in X-rays-treated lymphoblastoid cells. Int J Mol Sci. 2013; 14 (5): 9099–9110.

  15. De Falco G., Ambrosio M.R., Fuligni F. Burkitt lymphoma beyond MYC translocation: N-MYC and DNA methyltransferases dysregulation. BMC Cancer. 2015; 15: 668.

  16. Barozzi C., Zacchini F., Asghar S., Montanaro L. Ribosomal RNA Pseudouridylation: Will Newly Available Methods Finally Define the Contribution of This Modification to Human Ribosome Plasticity? Front Genet. 2022; 13: 920987.

  17. Slimani W., Jelloul A., Al-Rikabi A. Small supernumerary marker chromosomes (sSMC) and male infertility: characterization of five new cases, review of the literature, and perspectives. J Assist Reprod Genet. 2020; 37 (7): 1729–1736.

  18. An N., Yu Y., Xi Q. Molecular Characterization of Mosaicism for a Small Supernumerary Marker Chromosome Derived from Chromosome Y in an Infertile Male with Apparently Normal Phenotype: A Case Report and Literature Review. Biomed ResInt. 2019; 2019: 9398275.

Поступила в редакцию 10.08.2022; принята 20.11.2022.

 

Авторский коллектив

Расторгуева Евгения Владимировна – старший преподаватель кафедры общей и клинической фармакологии c курсом микробиологии, младший научный сотрудник НИТИ им. С.П. Капицы, ФГБОУ ВО «Ульяновский государственный университет». 432017, Россия, г. Ульяновск, ул. Л. Толстого, 42; e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., ORCID ID: http://orcid.org/0000-0003-1518-4677.

Погодина Евгения Сергеевна – кандидат биологических наук, научный сотрудник НИТИ им. С.П. Ка-пицы, ФГБОУ ВО «Ульяновский государственный университет». 432017, Россия, г. Ульяновск, ул. Л. Толстого, 42; e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., ORCID ID: http://orcid.org/0000-0001-8183-5103.

Юрова Елена Валерьевна – аспирант, младший научный сотрудник НИТИ им. С.П. Капицы, ФГБОУ ВО «Ульяновский государственный университет». 432017, Россия, г. Ульяновск, ул. Л. Толстого, 42; e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., ORCID ID: http://orcid.org/0000-0001-7484-2671.

Белобородов Евгений Алексеевич – аспирант, младший научный сотрудник НИТИ им. С.П. Капицы, ФГБОУ ВО «Ульяновский государственный университет». 432017, Россия, г. Ульяновск, ул. Л. Толстого, 42; e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., ORCID ID: http://orcid.org/0000-0002-5666-5154.

Сугак Дмитрий Евгеньевич – инженер-исследователь НИТИ им. С.П. Капицы, ФГБОУ ВО «Ульяновский государственный университет». 432017, Россия, г. Ульяновск, ул. Л. Толстого, 42; e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., ORCID ID: http://orcid.org/0000-0002-3276-8976.

Саенко Юрий Владимирович – доктор биологических наук, профессор, ведущий научный сотрудник НИТИ им. С.П. Капицы, ФГБОУ ВО «Ульяновский государственный университет». 432017, Россия, г. Ульяновск, ул. Л. Толстого, 42; e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., ORCID ID: http://orcid.org/0000-0002-4402-1482.

Фомин Александр Николаевич – кандидат технических наук, директор, старший научный сотрудник НИТИ им. С.П. Капицы, ФГБОУ ВО «Ульяновский государственный университет». 432017, Россия, г. Ульяновск, ул. Л. Толстого, 42; e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., ORCID ID: http://orcid.org/0000-0003-0826-1857.

 

Образец цитирования

Расторгуева Е.В., Погодина Е.С., Юрова Е.В., Белобородов Е.А., Сугак Д.Е., Саенко Ю.В., Фомин А.Н. Экспрессия H/ACA мякРНК в клеточных линиях с хромосомными нарушениями после облучения. Ульяновский медико-биологический журнал. 2022; 4: 149–159. DOI: 10.34014/2227-1848-2022-4-149-159.