Een staart van NEAT1 staarten

Het eukaryotisch genoom wordt permanent afgeschreven en het grootste deel van het RNA dat gegenereerd wordt, is niet afkomstig van proteïne-coderende genen maar van het zogenaamde “duistere deel” van het genoom. Meer en meer indicaties duiden op het belang van deze niet-coderende RNA transcripts in een breed spectrum van biologische processen.
Een sterk geconserveerd en zeer abundant niet-coderend RNA is NEAT1, een RNA dat essentieel is voor de opbouw en de structurele integriteit van de membraanloze kern­lichaampjes gekend als de paraspekkels (PS). Hoewel celcultuur experimenten NEAT1-PS reeds identificeerden als regulatoren van genexpressie, door de hyperediting van mRNA en/of transcriptiefactoren, blijft het onduidelijk welke fysiologische omstandigheden de vorming van PS in vivo stimuleren en welke biologische functie ze uitoefenen.

In een klassiek muismodel van twee-stap chemische inductie van huidkanker, hebben we recent aangetoond dat PS aangemaakt worden in huid epidermale cellen als gevolg van oncogene signalisatie en dat NEAT1 zelf noodzakelijk is voor tumor initiatie en de ontwikkeling van agressieve en invasieve letsels.

We toonden aan dat de stress modulator p53 essentieel is voor de oncogene inductie van PS. NEAT1 is een direct target gereguleerd door de transcriptie factor p53 en de activering van p53 met verschillende stress condities, waaronder agentia die DNA schade veroorzaken, stimuleren de aanmaak van PS.

Het weghalen van NEAT1 in humane kanker cellijnen induceert een synthetische lethaliteit als dit gecombineerd wordt met genotoxische chemotherapeutica zoals PARP inhibitoren of met niet-genotoxische activering van p53. Dit effect was het grootst wanneer selectief de lange isovorm en structurele component van de PS, NEAT1_2, weggehaald werd. Dit suggereert dat PS modulatie een interesante therapeutische optie kan zijn om de gevoeligheid van kankercellen aan chemotherapie te verhogen.

Om nieuwe modulatoren van NEAT1 isovorm switch te kunnen identificeren, hebben we PS geïsoleerd uit celkernen en de NEAT1 RNA bindende proteïnes (RBPs) opgezuiverd. We identificeerden verschillende interactoren betrokken in de verwerking van  het 3’ uiteinde van gepolyadenyleerd RNA en verschillende componenten van het Integrator complex (INT).
INT dempt de aanmaak van NEAT1_2, en hierdoor de opbouw van PS, door de verwerking van het 3’ uiteinde van de korte isovorm NEAT1_1 te bevorderen. Stress-geïnduceerde PS behouden hun colokalisatie met INT wat erop duidt dat Integrator vast komt te zitten in PS na stress-inductie. Overeenkomstig met deze vaststelling, resulteerde de aanmaak van PS in een transcriptionele “read through” van gekende INT doelwit genen, waaronder histonen.
Lage INT productie werd finaal ook gelinkt aan een beperkte werkzaamheid van chemotherapie bij kanker patiënten. Dit duidt nogmaals op het mogelijke belang van de 3’ uiteinde verwerking van het RNA van NEAT1 als interessante therapeutische strategie die gevoeligheid aan chemotherapeutica kan bepalen.