Investigation of the effect of DR5-AS long non-coding RNA on cell proliferation

Abstract

Cell proliferation is the process of increasing cell number in a multicellular organism. In literature, there are numerous proteins and non-coding RNAs reported as regulators of cell proliferation, yet, many of others are waiting to be explored. Unravelling the mechanism behind the regulation of cell proliferation is crucial to develop new strategies for fighting numerous diseases such as cancer, immune diseases, or neurodegenerative diseases. Long non-coding RNAs (lncRNAs) are known to regulate various cellular processes. To determine which ones are related to cell proliferation and apoptosis in HeLa cells, a transcriptomics study was performed under cisplatin, doxorubicin, TNF-? and Anti-Fas treatments. DR5-AS is a novel lncRNA transcript selected from this transcriptomics study as a promising regulatory lncRNA candidate due to its overlap with DR5 protein-coding gene which is known to regulate apoptosis and proliferation. Several phenotypic characterization methods were performed to understand the function of DR5-AS lncRNA. These studies showed that DR5-AS knockdown causes a significant decrease in cell proliferation, an alteration in the normal HeLa cell morphology, a shift through S and G2/M phases in cell cycle profile, and significant accumulation of cells in the metaphase phase. A second transcriptomics study was performed with DR5-AS knockdown HeLa cells to uncover which pathways are responsible for these changes. The results suggest that DR5-AS lncRNA regulates expression of numerous key proteins in cell cycle regulation. This observation was confirmed by several qPCR experiments. In conclusion, this study provides the first evidence that DR5-AS lncRNA modulates cell cycle and proliferation in HeLa cells.

Hücre proliferasyonu, çok hücreli canlılarda hücre sayısının artması işlemidir. Literatürde hücre proliferasyonunun düzenleyicileri olarak tanımlanan birçok protein ve kodlamayan RNA bilinmektedir ancak birçoğu da keşfedilmeyi beklemektedir. Hücre proliferasyonun düzenlenmesinin altındaki mekanizmanın araştırılması kanser, bağışıklık hastalıkları veya nörodejeneratif hastalıklarla mücadelede yeni stratejilerin geliştirilmesi için oldukça önemlidir. Uzun kodlamayan RNA'ların (ukmRNA) hücre içindeki birçok aktiviteyi düzenlediği bilinmektedir; ve hangilerinin HeLa hücrelerinde proliferasyonu ve apoptozu düzenlediğini belirlemek için sisplatin, doksorubisin, TNF-? ve Anti-Fas muamelesi ile bir transkriptomik çalışma yapılmıştır. DR5-AS bu veriden yeni bir ukmRNA transkripti olarak elde edilmiş, proliferasyon ve apoptozu düzenlediği bilinen DR5 geni ile çalışmasından dolayı da umut vadeden bir düzenleyici ukmRNA adayıdır. DR5-AS ukmRNA'sının işlevini anlamak için çeşitli fenotipik karakterizasyon yöntemleri uygulanmıştır. Bu veriler DR5-AS susturulmasının hücre proliferasyonunda anlamlı bir azalmaya, normal HeLa hücre morfolojisinde bir değişikliğe, hücre döngüsü profilinde S ve G2/M fazına doğru bir kaymaya ve hücre populasyonunda metafaz fazında takılmış hücrelerin birikmesine neden olduğunu göstermiştir. Bu değişikliklerden sorumlu olan sinyal yolaklarını bulmak için DR5-AS susturulmuş HeLa hücreleri ile ikinci bir transkriptomik çalışma yapılmıştır. Bunun sonucunda DR5-AS ukmRNA'sının hücre döngüsünde anahtar rol oynayan bazı proteinlerin ekspresyonunu düzenlediğini göstermiştir. Bu veriler aynı zamanda qPCR ile doğrulanmıştır. Özetle, bu çalışma DR5-AS ukmRNA'sının HeLa hücrelerinde hücre döngüsü ve proliferasyonu düzenlediğine dair ilk kanıtları sunmaktadır.