Creating a biosensor for miRNA effector complex formation using CRISPR nucleases

Abstract

miRNAs are small regulatory RNAs, which function as post-transcriptional mRNA regulators. They direct ribonucleoprotein complexes to cognate mRNA to repress them by translational inhibition and degradation. miRNAs regulate thousands of mRNAs in mammals and have been recognized as regulatory factors in most cellular and developmental processes. Dysregulation of the miRNA pathway can lead to severe defects and diseases. Interestingly, a unique situation exists in mouse oocytes, where all the miRNA pathway components are present, yet the pathway is dispensable and nonfunctional, the molecular foundation of this phenomenon and its significance still remain unclear. In spite of the pronounced effects of the miRNA pathway in gene regulation in somatic cells, study strategies of the pathway bare limitations. Current methods for studying the activity of the miRNA pathway employ corelative studies (such as NGS) or reporter assays, which have relatively low throughput and are prone to artifacts. Here, I present design and development of a new strategy for directly monitor global miRNA pathway activity and integrity in near physiological conditions in living cells, which could also be employed in vivo for studies of mouse oocytes. The strategy is based on fluorescently tagged endogenous proteins of the...

miRNA jsou malé regulující RNA, které fungují jako posttranskipční regulátory mRNA. miRNA navigují ribonukleoproteinové komplexy na mRNA a umlčují je inhibicí translace a degradací. V savcích miRNA regulují tisíce různých mRNA a byly rozeznány jako regulující faktory ve většině buněčných a vývojových procesech. Poruchy v regulaci miRNA dráhy mouhou vézt k závažným defektům a nemocem. V myších oocytech existuje unikátní situace, kdy všechny komponenty miRNA dráhy jsou přítomny, ale přesto je ona dráha zbytná a nefunkční. Molekulární podstata tohoto fenoménu a jeho významu zůstává stále nejasná. I přes rozsáhlý účinek miRNA dráhy na genovou regulaci v somatických buňkách, strategie jak tuto dráhu studovat jsou limitované. Současné metody pro studium miRNA dráhy používají korelativní studie (jako například sekvenování nevé generace) nebo využívají reporterových systémů, které studují pouze relativně malé množství molekul v daném čase a jsou náchylné k artefaktům. V této práci prezentuji návrh a vývoj nové strategie pro přímé monitorování aktivity a integrity miRNA dráhy v živých buňkách za podmínek blízkých fyziologickým podmínkám. Tato strategie by mohla být použita in vivo pro studie myších oocytů. Tato strategie je založena na endogeně fluorescenčně značených proteinech ribonukleového komplexu AGO2...