Identifikace G-kvadruplexů pomocí bioinformatického nástroje v onkogenech a tumor supresorech

Abstract

G-kvadruplexy sú sekundárne štruktúry nukleových kyselín, ktoré vznikajú v sekvenciách bohatých na guanín a zohrávajú významnú úlohu v regulácii génovej expresie, udržiavaní stability genómu a transkripcii. V posledných rokoch sa čoraz viac ukazuje ich význam v súvislosti s karcinogenézou. Táto práca sa zameriava na identifikáciu potenciálnych Gkvadruplexových sekvencii v desiatich onkogénoch a desiatich tumor supresoroch, ktoré hrajú dôležitú úlohu práve v procese karcinogenézy. Na analýzu bol použitý bioinformatický nástroj G4Hunter, ktorý vyhodnocuje schopnosť sekvencií vytvárať G-kvadruplexy na základe G4Hunter skóre. Z výsledkov vyplýva, že výskyt potenciálnych kvadruplexových sekvencii v onkogénoch a tumor supresorových génoch nie je rovnomerný a líši sa nielen medzi jednotlivými génmi, ale aj medzi ich funkčnými časťami. Onkogény vykazovali tendenciu obsahovať vyššiu frekvenciu menej stabilných PQS, zatiaľ čo tumor supresory častejšie obsahovali nižšiu frekvenciu PQS, ale stabilnejšie G4 štruktúry. Identifikované rozdiely poukazujú na regulačný potenciál G4 štruktúr a ich možné využitie ako cielené terapeutické miesta.

G-quadruplexes are secondary non-canonical nucleic acid structures that arise in guanine-rich sequences and play important role in the regulation of gene expression, maintenance of genome stability and transcription. In recent years, their importance in the context of carcinogenesis has become increasingly apparent. This work focuses on the identification of PQSs in ten oncogenes and ten tumor suppressors that play important roles specifically in the process of carcinogenesis. The bioinformatics tool G4Hunter was used for the analysis, in which algorithms are implemented to identify potential quadruplex sequences. For easier and faster processing, the file processing was automated using a script implemented in the Jupyter environment. The results showed that the occurrence of potential quadruplex sequences in oncogenes and tumor suppressor genes is not uniform and varies not only between genes but also between their functional parts. While some oncogenes showed a high density of less stable G4 motifs, tumor suppressors more often contained fewer but more stable potential quadruplex sequences.