Identification à l'échelle génomique de génes transcrits par deux isoformes de l'ARN polymérase III humaine

Abstract

L’RNA polimerasi III (Pol III) trascrive piccoli RNA non codificanti, tra i quali l’RNA 5S, i tRNA, l’RNA U6, l’RNA 7SK e 7SL. La trascrizione Pol III è finemente regolata in condizioni di normalità,ma il processo perde d’equilibrio e modulazione durante la tumorigenesi. Un considerevole incremento dei trascritti Pol III accompagna, infatti, il processo di trasformazione neoplastica e potrebbe rappresentarne l’origine. Le cause molecolari di tale variazione trascrizionale restano sconosciute, così come il loro nesso con gli altri eventi cellulari associati alla cancerogenesi. Nel laboratorio del Prof. Martin Teichmann è stata identificata una proteina omologa alla subunità RPC32 della Pol III (Haurie et al., 2010). Tale proteina, battezzata RPC32beta, risulta ubiquitaria ed essenziale per la sopravvivenza cellulare. Invece, la presenza e l’attività di RPC32alpha (la variante nota in letteratura) sembrano limitate alle cellule staminali embrionali indifferenziate ed a quelle tumorali. L’overespressione di RPC32alpha, inoltre, favorisce ed accelera il processo neoplastico ed apporta un cambiamento drammatico all’espressione di molti markers tumorali e di un subset di geni Pol III. E’ verosilmile che tale subunità partecipi attivamente alla riprogrammazione trascrizionale durante la carcinogenesi, reindirizzando l’RNA polimerasi III su nuovi geni che poi contribuiscono alla trasformazione neoplastica. Alternativamente, il suo effetto potrebbe essere quello di modificare il tasso trascrizionale di geni Pol III, generando così uno squilibrio molecolare che induce la cellula all’oncogenesi. Il lavoro di tesi in questione ha portato all'identificazione, tramite esperimenti di Immunoprecipitazione cromatinica, ChIP cloning e Genome Wide Sequencing, dei geni trascritti dalle due varianti di Pol III: la Pol IIIalpha (che incorpora RPC32alpha) e la Pol IIIbeta (che invece si distingue per la presenza di RPC32beta). La localizzazione su scala genomica delle due polimerasi rivela la presenza di entrambe su molti geni Pol III, suggerendo un’attività ridondante per le due forme nella trascrizione di questi geni. Appare evidente, al contempo, che alcuni geni sono occupati solamente o preferenzialmente da una delle due varianti (tra questi geni, numerose Alu). La genome wide location delle due polimerasi ha condotto anche all’identificazione di nuovi loci PolIII. Tra questi degli pseudogeni dei tRNAs, alcuni snoRNA, delle MIRs (Mammalian-wide Interspersed Repeats). La funzione di tali RNAs nel processo di trasformazione neoplastica che vede partecipe RPC32alpha rimane ancora da chiarire. La presenza dell’intero macchinario Pol III in questi siti è stato confermata tramite immunoprecipitazione cromatica di RPC53, RPC39, Brf1, Brf2, TFIIIC35.