Identification and annotation of putative long noncoding RNAs involved in mesenchymal-epithelial transition

Abstract

Mezenkimal epitelyal hücre dönüşümü (MET) gelişim ve yara iyileşmesi gibi süreçlerde yer alan, ve kanser metastazı tarafından ele geçirilen, çok hücreli canlılar için anahtar bir süreçtir. Yakın zamanda yapılan çalışmalar, MET'nin düzenlenmesinin, epitelyal mezenkimal hücre dönüşümünün (EMT) promotörlerinin kaldırılması veya susturulmasından daha ayrıntılı bir hücresel programlama süreci olduğunu göstermiştir, ancak MET düzenlenmesinin mekanikleri henüz ayrıntılı olarak bilinmemektedir. Uzun protein kodlamayan RNAlar (lncRNAlar), protein translasyonundan bağımsız olarak biyolojik fonksiyonlara sahip RNA molekülleridir. lncRNAların hücresel programlamada yer aldıkları bilinmektedir. MET süreci hakkındaki kısıtlı bilgileri desteklemek amacıyla, bu süreçten elde edilmiş RNA-seq verilerini hesaplama tabanlı analiz ve ağ kurumu yöntemleriyle inceledik ve daha önce anotasyonu yapılmamış lncRNA adaylarını tanımlamaya ve onların biyolojik yolaklardaki olası görevlerini tahminlemeye çalıştık. Sonuç olarak, 608 transkript daha önce anotasyonu yapılmamış lncRNA olarak tanımlandı. Dahası, bu transkriptlerin bir kısmının zamana özgü ifade veya mezenkimal fenotipe göre MET sürecinde yükselen ifade seviyesi gibi anlamlı ifade değişiklikleri gösterdiği belirtildi. Ayrıca, lncRNAların biyolojik anlamlarını belirlemek için, gen eşifade ağları kuruldu ve modüllerdeki anotasyonu yapılmış genlerin gen ontoloji terimleri zenginleştirildi. Sonuç olarak, daha önce anotasyonu yapılmamış lncRNAların, kromatin düzenlenmesi ve hücresel lokalizasyon gibi önemli hücresel programlama süreçlerinde yer alabilecekleri gösterildi.

Mesenchymal-epithelial transition (MET) is a key process of multicellular organisms, involved in development and wound healing, as well as coopted by cancer metastasis. As recent studies have shown, the regulation of MET is a more involved cellular reprogramming event than removal or inhibition of epithelial-mesenchymal transition (EMT) promoting elements, but the exact mechanics are poorly studied as of yet. Long noncoding RNAs (lncRNAs), RNA molecules that function in biological pathways independently of translation, are known to be involved in cellular reprogramming events. To bolster the limited information available on MET, we applied computational analysis and network construction methods to MET RNA-seq data to identify any previously unannotated lncRNA candidates, and to predict their potential biological functions. As a result, we have identified 608 transcripts as previously unannotated lncRNAs. Furthermore, we have shown that a number of them show meaningful expression patterns, such as timepoint specific expression, or upregulation during MET compared to mesenchymal phenotype. We have also constructed gene co-expression modules to identify the biological niches of the lncRNAs via enrichment of gene ontology terms of previously annotated genes in the modules. We have shown that previously unannotated lncRNAs are likely involved in crucial cellular reprogramming events such as chromatin remodeling or cellular localization.