Advanced

Affecting Thermodynamics of miRNA - effects of platin drugs and cations on microRNAs

Williams, Elliott (2012) MOBM15 20121
Degree Projects in Molecular Biology
Abstract
Abstract

We have performed a series of experiments in order to elucidate the properties of two breast cancer related microRNAs, here we denote A and B.
In one experiment, we tested varying concentrations of biologically relevant cation upon the melting curve of A. We saw that the monovalent conditions favoured a melting curve that had two inflexion points whereas the divalent conditions favoured only one inflexion point. This informs us on how the ionic conditions of the microRNA environment affect its thermostability as well as hint at RNAs tendency to form secondary structures.
Another path saw us study B wild type (WT), as well as B mutant. In vitro studies allowed us to find the various energies associated with the microRNAs,... (More)
Abstract

We have performed a series of experiments in order to elucidate the properties of two breast cancer related microRNAs, here we denote A and B.
In one experiment, we tested varying concentrations of biologically relevant cation upon the melting curve of A. We saw that the monovalent conditions favoured a melting curve that had two inflexion points whereas the divalent conditions favoured only one inflexion point. This informs us on how the ionic conditions of the microRNA environment affect its thermostability as well as hint at RNAs tendency to form secondary structures.
Another path saw us study B wild type (WT), as well as B mutant. In vitro studies allowed us to find the various energies associated with the microRNAs, with the mutant having a ΔG° of 52 kJ mol 1 and the WT of 71 kJ mol 1. The smaller ΔG° for the mutant indicates it is less stable then the wildtype.
The in vivo luciferase studies looked at B WT and mutant and their propensity for down regulation of Firefly luciferase activity. The Firefly reporter gene was present under the influence of the 3’-UTR BRCA1, in a pEZX-MT01 transfected in to MCF-7 cancer cells. The results showed a decreased activity of the Firefly luciferase in regard to the WT but the mutant had no effect. This coincides with current knowledge on B targets and method of downregulation. (Less)
Abstract (Swedish)
miRNA och dess termodynamik

I alla männskliga celler (förutom i de röda blodkropparna) finns en cellkärna. Inuti kärnan finns DNA:t. Segment av DNA kan läsas i en process kallad för transkription. I denna process omkodas det cellulära DNA genom transkription till den strukturellt liknande molekylen RNA. Denna molekyl blir vanligtvis avläst av cellen i en process kallad translation där kedjor av aminosyror kallade proteiner bildas. Inom den klassiska biologin kallas detta för ”det centrala dogmat”, där DNA transkriberas till RNA som i sin tur är translateras till proteiner.

Det finns många olika typer av RNA. RNA som ger upphov till proteiner kallas för budbärar-RNA. Denna process är kontinuerlig så länge som budbärar-RNA:t finns... (More)
miRNA och dess termodynamik

I alla männskliga celler (förutom i de röda blodkropparna) finns en cellkärna. Inuti kärnan finns DNA:t. Segment av DNA kan läsas i en process kallad för transkription. I denna process omkodas det cellulära DNA genom transkription till den strukturellt liknande molekylen RNA. Denna molekyl blir vanligtvis avläst av cellen i en process kallad translation där kedjor av aminosyror kallade proteiner bildas. Inom den klassiska biologin kallas detta för ”det centrala dogmat”, där DNA transkriberas till RNA som i sin tur är translateras till proteiner.

Det finns många olika typer av RNA. RNA som ger upphov till proteiner kallas för budbärar-RNA. Denna process är kontinuerlig så länge som budbärar-RNA:t finns tillgänglig. Kontinuerlig translation av protein som inte behövs av cellen är ett slöseri med resurser och kommer att leda till celldöd. Olika kontrollmekanismer i cellen förhindrar detta. En sådan kontrollmekanism är nyttjandet av små RNA-molekyler, kallade mikro-RNA (även miRNA), för att reglera hastigheten på proteinsyntesen.

Detta sker genom att mänskligt miRNA binder till en icke-translaterad region av budbärar-RNA:t. Konsekvensen av detta är en minskning av translationshastigheten vilket resulterar i färre proteiner syntetiserade per budbärar-RNA. Det finns också en möjlighet att budbärar-RNA:t förstörs, vilket resulterar i att inga nya proteiner längre kan syntetiseras från det.

Forskarna har kunnat kopiera miRNA-mekanismen via syntetiska alternativ i en process kallad RNA-interferens (RNAi), med hjälp av små interferande RNA (siRNA). Detta är ett växande forskningsfält och har mycket lovande förutsättningar för behandling av genetiska sjukdomar och cancer. Effekten av befintliga cancerbehandlingar på siRNA och dess effektivitet är okänd. Vissa platinumbaserade föreningar, som exempelvis läkemedlet cisplatin, vet man att de interagerar med DNA och de olika RNA-typerna. Resultaten beskrivna i denna rapport visar på förändringar i termodynamisk stabilitet hos utvalda miRNA i förhållande till cisplatin och andra biologiskt relevanta ämnen. Vår slutsats är att förändringar i RNA eller dess miljö förändrar beteendet hos miRNA:t jämfört med förväntade trender.


Handledare: Mariana Damian, Christopher Polonyi och, Alak alShiek
Examensarbete för masterexamen i cell- och molekylärbiologi 30 hp i februari – juli.* 2012
Biologiska institutionen, Lunds universitet
Kemicentrum, Lunds universitet
Ev. Biokemi och strukturbiologi
*Examensarbetsämne: Examensarbete för masterexamen i Molekylär genetik och bioteknik (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
author
Williams, Elliott
supervisor
organization
course
MOBM15 20121
year
type
H2 - Master's Degree (Two Years)
subject
language
English
id
3633527
date added to LUP
2013-04-16 11:32:35
date last changed
2013-04-16 13:52:21
@misc{3633527,
  abstract     = {Abstract

We have performed a series of experiments in order to elucidate the properties of two breast cancer related microRNAs, here we denote A and B. 
In one experiment, we tested varying concentrations of biologically relevant cation upon the melting curve of A. We saw that the monovalent conditions favoured a melting curve that had two inflexion points whereas the divalent conditions favoured only one inflexion point. This informs us on how the ionic conditions of the microRNA environment affect its thermostability as well as hint at RNAs tendency to form secondary structures.
Another path saw us study B wild type (WT), as well as B mutant. In vitro studies allowed us to find the various energies associated with the microRNAs, with the mutant having a ΔG° of 52 kJ mol 1 and the WT of 71 kJ mol 1. The smaller ΔG° for the mutant indicates it is less stable then the wildtype.
The in vivo luciferase studies looked at B WT and mutant and their propensity for down regulation of Firefly luciferase activity. The Firefly reporter gene was present under the influence of the 3’-UTR BRCA1, in a pEZX-MT01 transfected in to MCF-7 cancer cells. The results showed a decreased activity of the Firefly luciferase in regard to the WT but the mutant had no effect. This coincides with current knowledge on B targets and method of downregulation.},
  author       = {Williams, Elliott},
  language     = {eng},
  note         = {Student Paper},
  title        = {Affecting Thermodynamics of miRNA - effects of platin drugs and cations on microRNAs},
  year         = {2012},
}