Analysis of selection on target genes for keratinocyte exosome miRNAs in relation to human melanogenesis

• Autores: Sonia Olaechea Lázaro, J. A. Sevilla, Isabel Smith Zubiaga, Santos Alonso Alegre
• Localización: Revista española de antropología física, ISSN-e 2253-9921, ISSN 1887-2042, Nº. 39, 2018, págs. 20-33
• Idioma: inglés
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• Resumen
  • español

    Actualmente, los exosomas se definen como un tipo de vesícula extracelular con un diámetro entre 20 y 100 nm, cuyo origen no es del todo conocido, y que pueden transportar una amplia serie de moléculas como mRNAs, miRNAs, proteínas citoplásmicas y de membrana, etc. Recientemente se ha empezado a estudiar su implicación y la de su contenido, en la comunicación intercelular entre queratinocitos y melanocitos durante la melanogenesis.

    Así, LoCicero et al. (2015) identificaron un conjunto de miRNAs, transportados por exosomas queratinocíticos, que regulaban la expresión de genes diana de melanocitos.

    El objetivo principal de este trabajo fue identificar genes diana para estos miRNAs que estuviesen bajo selección y, además, relacionados con la pigmentación. Para ello, hemos predicho estos genes computacionalmente mediante software como Diana Tools y miRDB y, estos se procesaron posteriormente. Los haplotipos de los genes diana se obtuvieron de la base de datos 1000 Genomes Project para poblaciones africanas y europeas. Los genes fueron sometidos al test de Tajima, D para evaluar el efecto de la selección sobre ellos. Ciertos genes implicados en pigmentación o en melanoma, demostraron estar bajo selección purificadora. Resulta de especial interés el ERCC6, que codifica para un complemento importante del complejo de reparación por escisión de nucleótidos, que es regulado por la luz UV, y que muestra el efecto de la selección en la población africana. Además, una región dentro del ERCC6, que coincide con los exones 11 y 12 del gene y que posee un lugar de unión para el factor de transcripción c-Fos, demuestra los valores más altos de selección. Este factor de transcripción se ha visto implicado tanto en la regulación de la melanogénesis como en el proceso de reparación del ADN dañado por la luz UV (Tomicic et al. 2011; Torres et al. 2013).

  • English

    Exosomes are currently defined as a type of extracellular vesicles with a diameter of 20 to 100 nm whose origin is still not completely understood and that can carry a wide variety of molecules, such as mRNA, miRNA, cytoplasmic and membrane proteins, etc. Recently, exosomes and their cargo have been observed to play a significant role in the intercellular communication between keratinocytes and melanocytes during melanogenesis. Thus, LoCicero et al. (2015) identified a group of miRNAs, carried by keratinocytic exosomes, targeting melanocyte genes in order to regulate their expression.

    The main objective of this work was to identify target genes for these miRNA that were both under selection and related with melanogenesis. MiRNA target genes were predicted by computational tools such as Diana Tools and miRDB resources. DNA haplotypes for these target loci were then obtained from the 1000 Genomes Project database for both African and European populations, and were subjected to Tajima’s D test in order to detect selection on those genes. Some genes related with either pigmentation or melanoma showed to be under purifying selection.

    Of special interest, ERCC6, an UV-dependent gene which codes for an important nucleotide excision repair complement, showed to be under purifying selection in the African population. In addition, a region within ERCC6, which coincides with exons 11 and 12 of the gene and which comprises a binding site for c-Fos transcription factor, shows the strongest evidence of selection. This transcription factor is known to play a key role both in the regulation of melanogenesis (Tomicic et al. 2011), and in UV-induced DNA-damage repair (Torres et al. 2013).