Assessing the Prevalence of Transcription Readthrough in healthy tissues through computational approaches

Abstract

Transcription termination is a crucial step in the creation of functional RNAs and proteins. In fact, inefficient termination has been shown to lead to the production of aberrantly long transcripts through a phenomenon called transcription readthrough (TRT), in renal cancer cells and cells undergoing several different types of stress (such as hyperosmotic, oxidative and heat shock). Despite the growing research interest in this topic, the prevalence of this phenomenon had yet to be studied in healthy tissues. Therefore, my goal was to assess the prevalence of TRT events in healthy human tissues and characterise them. Using computational approaches to analyse human transcriptome profiles revealed that approximately 19% of expressed genes in healthy human tissues produce readthrough (RT) transcripts. In roughly 2% of these TRT events, the RT transcript was found to not only include the intergenic region but to also overlap downstream genes. This analysis also revealed that, on average, genes that produced RT transcripts (RT genes) were more highly expressed than those that did not (NRT genes). Furthermore, RT genes were found to be significantly enriched for protein-coding genes and a significant overlap between RT genes across all tissues was observed, suggesting that TRT is not a stochastic phenomenon but instead determined by still unknown gene features. This work shows unequivocally that TRT is not only prevalent in cells undergoing stress or in disease but also in healthy human tissues.A terminação da transcrição é um passo crucial para a produção de RNA e proteínas funcionais e já foi demonstrado que a terminação ineficiente leva à produção de transcritos aberrantemente longos num fenómeno chamado transcrição aberrante (“readthrough transcription” ou TRT), tanto em células de cancro como em células sob condições diferentes de stress (tais como stress hiperosmótico, stress oxidativo e choque térmico). Apesar do crescente interesse neste tema, a prevalência deste fenómeno não foi ainda estudada em tecidos saudáveis, razão pela qual este trabalho se focou na deteção e caracterização de eventos de TRT. A utilização de abordagens computacionais para analisar perfis de transcritoma de tecidos humanos revelou que aproximadamente 19% dos genes expressos produzem transcritos aberrantes (RT, “readthrough transcripts”). Cerca de 2% destes transcritos incluíam não só a região intergénica, mas também genes a jusante. Em média, os genes que tinham originado transcritos RT eram mais expressos do que aqueles que não produziam transcritos RT, e estavam significativamente enriquecidos para genes codificadores de proteínas. Adicionalmente, os vários tecidos apresentavam uma grande quantidade de transcritos RT em comum, sugerindo que TRT não é um fenómeno aleatório, mas sim determinado por características ainda não conhecidas. Este trabalho mostra inequivocamente que TRT é predominante em tecidos humanos saudáveis

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