Orientador: Danillo Pinhal / Resumo: Nos vertebrados, o coração é o primeiro órgão a se formar e adquirir função no embrião e todos os eventos subsequentes na vida do organismo dependem de sua atividade. Ao longo da evolução desses animais, incluindo o Homo sapies, o coração adquiriu traços morfofuncionais distintos, resultando em fenótipos característicos nas mais variadas espécies viventes. Entretanto a base molecular que sustenta a variação fenotípica permanece pouco conhecida. Uma vez que o genoma desses animais é relativamente conservado quanto à estrutura e função, é plausível pensar que as variações morfofuncionais resultem, em grande parte, da expressão diferencial de genes e seus reguladores. MicroRNAs (miRNAs) são pequenos RNAs não codificantes com importante função na regulação gênica pós-transcricional. Essas moléculas reconhecidamente atuam nosmais variados processos biológicos, incluindo as vias de biogênese e manutenção cardíaca. Contudo, até o momento, são escassos os dados disponíveis que tratam do impacto da atividade de miRNAs no desenvolvimento e evolução do coração de vertebrados. No presente estudo, com o objetivo de gerar novos conhecimentos acerca da base molecular da variabilidade fenotípica do coração, foi realizada a caracterização e análise comparativa das assinaturas de expressãodo conjunto total de miRNAs no coração de espécies representativas dos cinco grandes grupos de vertebrados. Para isso, os transcritos de miRNAs de amostras detecido cardíaco de 13 espécies distintas foram inv... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In vertebrates, heart is the first organ to form in the embryo and all subsequent events in the life of an organism depend on its function. Heart has acquired distinct morphological traits during vertebrate evolution, which leaded to distinct morphology traits in the living species. However, the molecular mechanisms that drive the differential morphology among these species remain uncharted. Taking into consideration the higher level of conservation of the genome among these species, we can infer that the differential expression of genes and regulators lead to the distinct pattern of heart morphology. MicroRNAs (miRNAs) are small molecules with an important role upon post-transcriptional regulation. These molecules have been shown essential for several cellular processes in vertebrates, including cardiac biology, but little is known about the roles of these small molecules in the development and evolution process of vertebrate’s heart. In the present study, we characterized the global expression of miRNAs in the heart of species from the five vertebrate groups, (fish, amphibians, reptiles, birds and mammals) and performed an evolutionary comparative analysis of miRNA expression signatures in order to bring novel insights about the molecular basis of heart phenotypic variability. RNA-seq was used to characterize miRNA expression profiles in the heart of 13 vertebrate species and deeply analyzed using bioinformatics. We found 32 miRNAs with conserved expression to all 13 specie... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Análises de dados gerados em larga escala revelaram que os transcriptomas são mais extensos e complexos do que inferido previamente. Hoje é evidente que a maioria dos genomas de eucariotos são quase inteiramente transcritos e sob regulação atrelada a estágios de desenvolvimento. O controle da expressão gênica envolve RNAs não codificadores (ncRNAs) regulatórios, inclusive em processos pós-transcricionais. A regulação de expressão gênica em nível pós-transcricional é crucial em diferentes organismos, mas é particularmente central nos tripanossomatídeos. Os parasitos do gênero Leishmania (Ordem Kinetoplastidae, família Trypanosomatidae) provocam doenças infecto-parasitárias conhecidas como leishmanioses e em seu ciclo de vida apresenta-se sob três formas principais de desenvolvimento: promastigotas procíclicos, promastigotas metacíclicos e os amastigotas. Este trabalho teve como objetivo identificar e caracterizar computacionalmente ncRNAs putativos de Leishmania em diferentes estágios de desenvolvimento. A associação de abordagens em larga escala e ferramentas de bioinformática possibilitaram a identificação de 11.376 ncRNAs putativos em L. braziliensis e, em um estudo preliminar, de 37 ncRNAs putativos em L. donovani. Adicionalmente, o transcriptoma de L. braziliensis foi analisado comparativamente entre os três estágios de desenvolvimento do parasito. Em L. donovani, dos 37 ncRNAs putativos identificados, 34 estavam em UTRs (Untranslated Regions) e 3 em regiões intergênicas. Preditores de características específicas de ncRNAs foram utilizados e 32 ncRNAs putativos tiveram pelo menos uma predição positiva. Todos os candidatos estão conservados inteira ou parcialmente em pelo menos 3 espécies de Leishmania. Cinco ncRNAs de L. donovani foram confirmados por experimentos de Northern blotting. A análise do transcriptoma de L. braziliensis revelou uma diferença de expressão gênica entre os estágios de desenvolvimento que variou entre 52% e 71%, dependendo dos estágios comparados. Também foram definidos os limites das 5UTRs e 3UTRs de 81% e 38% das CDSs anotadas, respectivamente. Propusemos uma metodologia para identificação de ncRNAs putativos utilizando dados de sequenciamento de RNA-total. Essa metodologia identificou 11.376 ncRNAs putativos em L. braziliensis, sendo que todos os candidatos foram analisados por programas preditores de características específicas de ncRNAs e apresentaram pelo menos uma predição positiva, além de não possuírem semelhança com domínios proteicos conhecidos. A análise de conservação demonstrou que de 27% a 41% dos ncRNAs putativos identificados são conservados em outras espécies de Leishmania. Foram encontrados de 27% a 38% de ncRNAs putativos com regulação atrelada ao estágio de desenvolvimento, dependendo dos estágios comparados. Assim, além da identificação e descrição de ncRNAs em Leishmania foram encontrados candidatos com regulação atrelada ao desenvolvimento e padrões foram descortinados com o processo de análise proposto e executado. Portanto, esse trabalho contribui significativamente para ampliar a compreensão dos processos de regulação de expressão gênica em Leishmania e oferecerá à comunidade um conjunto grande e importante de informações sobre a organização genética do parasito, diferenças genéticas e regulatórias ao longo do desenvolvimento, além de informações do transcriptoma de forma global. / High-throughput data analyses indicated that transcriptomes are more extensive and complex than previously supposed. Currently, it is evident that most eukaryotic genomes are almost entirely transcribed and under regulation tied to developmental stages. Control of gene expression involves regulatory non-coding RNAs (ncRNAs), including post-transcriptional processes. Post-transcriptional regulation is particularly relevant for the regulation of gene expression in trypanosomatids, as compared to other organisms. Parasites of the genus Leishmania (Order Kinetoplastidae, family Trypanosomatidae) causes infectious-parasitic diseases known as leishmaniasis, and their life cycle comprises three development stages: procyclic promastigotes, metacyclic promastigotes and amastigotes. This study aimed to computationally identify and characterize Leishmania putative ncRNAs at different stages of development. Large-scale approaches combined with bioinformatics tools allowed the identification of 11,376 putative ncRNAs in L. braziliensis and, in a preliminary study, of 37 putative ncRNAs in L. donovani. In addition, the L. braziliensis the complete transcriptome was analyzed comparatively between the parasite development stages. In L. donovani, of the 37 putative ncRNAs identified, 34 were in UTRs (Untranslated Regions) and 3 in intergenic regions. Predictors of ncRNAs specific characteristics were used and 32 putative ncRNAs had at least one positive prediction. All candidates are conserved, partially or entirely, in at least three Leishmania species. Five L. donovani ncRNAs were confirmed by Northern blotting experiments. Analysis of the L. braziliensis transcriptome revealed differences in gene expression levels between developmental stages, ranging from 52% to 71%, depending on the compared stages. The boundaries of the 5\'UTRs and 3\'UTRs were also defined for 81% and 38% of the annotated CDSs, respectively. We developed a methodology for the identification of putative ncRNAs using total RNA sequencing data. This methodology allowed the identification of 11,376 putative ncRNAs in L. braziliensis, and all candidates were analyzed by predictive programs of ncRNAs specific characteristics and presented at least one positive prediction, in addition to bearing no similarity to known protein domains. The analysis showed that from 27% to 41% of the putative ncRNAs identified are conserved in other Leishmania species. We found 27% to 38% of putative ncRNAs with regulation associated to the developmental stage, depending on the compared stages. Consequently, besides identification and characterization of ncRNAs in Leishmania, candidates with developmental-related regulation were found and patterns were uncovered with the proposed and implemented analysis. Thus, this work contributes significantly to improve understanding of gene expression regulation processes in Leishmania and will offer to the community important information about the parasite genetics and regulatory differences along the development, besides of L. braziliensis transcriptome information.

O splicing alternativo do pré-mRNA de BCL-X produz duas isoformas de mRNAs com funções antagônicas, a pró-apoptótica BCL-XS e a anti-apoptótica BCL-XL, cujo balanço regula a homeostasia celular. Entretanto, o mecanismo que regula esse processamento ainda é desconhecido. Nesse trabalho, nós identificamos e caracterizamos um longo RNA não codificador de proteínas (lncRNA) nomeado INXS, que é transcrito a partir da fita oposta do locus genômico de BCL-X, sendo menos abundante em linhagens celulares tumorais e tecidos tumorais de pacientes quando comparados com os respectivos pares não tumorais. INXS é um RNA unspliced de 1903 nts, é transcrito pela RNA Polimerase II, possui cap 5\', está enriquecido na fração nuclear das células e se liga à proteína Sam68 do complexo modulador de splicing. O tratamento de células tumorais 786-O com cada um de três agentes indutores de apoptose aumentou a expressão endógena do INXS, levando ao aumento expressivo da proporção entre os mRNAs de BCL-XS / BCL-XL, e ativação das caspases 3, 7 e 9. Estes efeitos foram anulados na presença do knockdown do INXS. Da mesma forma, a superexpressão ectópica do INXS causou uma mudança no splicing favorecendo a isoforma BCL-XS e ativação das caspases, aumentando os níveis da proteína BCL-XS e conduzindo as células à apoptose. Utilizando um modelo in vivo, cinco injeções intra-tumorais do INXS durante 15 dias causaram uma regressão acentuada no volume dos xenotumores. Portanto, INXS é um lncRNA que induz a apoptose, sugerindo que essa molécula seja um possível alvo a ser explorado na terapia contra o câncer. / BCL-X mRNA alternative splicing generates pro-apoptotic BCL-XS or anti-apoptotic BCL-XL, whose balance regulates cell homeostasis. However, the mechanism that regulates the splice shifting is incompletely understood. Here, we identified and characterized a long noncoding RNA (lncRNA) named INXS, transcribed from the opposite genomic strand of BCL-X, that was less abundant in tumor cell lines and patient tumor tissues compared with non-tumors. INXS is an unspliced 1903 nt-long RNA, is transcribed by RNA Polymerase II, 5\'-capped, nuclear enriched and binds Sam68 splicing-modulator. The treatment of tumor cell line 786-O with each of three apoptosis-inducing agents increased endogenous INXS lncRNA, increased BCL-XS / BCL-XL mRNA ratio, and activated caspases 3, 7 and 9. These effects were abrogated in the presence of INXS knockdown. Similarly, ectopic INXS overexpression caused a shift in splicing towards BCL-XS and activation of caspases, increasing the levels of BCL-XS protein and then leading the cells to apoptosis. In a mouse xenograft model, five intra-tumor injections of INXS along 15 days caused a marked regression in tumor volume. INXS is an lncRNA that induces apoptosis, suggesting that INXS is a possible target to be explored in cancer therapies.

O splicing alternativo do pré-mRNA de BCL-X produz duas isoformas de mRNAs com funções antagônicas, a pró-apoptótica BCL-XS e a anti-apoptótica BCL-XL, cujo balanço regula a homeostasia celular. Entretanto, o mecanismo que regula esse processamento ainda é desconhecido. Nesse trabalho, nós identificamos e caracterizamos um longo RNA não codificador de proteínas (lncRNA) nomeado INXS, que é transcrito a partir da fita oposta do locus genômico de BCL-X, sendo menos abundante em linhagens celulares tumorais e tecidos tumorais de pacientes quando comparados com os respectivos pares não tumorais. INXS é um RNA unspliced de 1903 nts, é transcrito pela RNA Polimerase II, possui cap 5\', está enriquecido na fração nuclear das células e se liga à proteína Sam68 do complexo modulador de splicing. O tratamento de células tumorais 786-O com cada um de três agentes indutores de apoptose aumentou a expressão endógena do INXS, levando ao aumento expressivo da proporção entre os mRNAs de BCL-XS / BCL-XL, e ativação das caspases 3, 7 e 9. Estes efeitos foram anulados na presença do knockdown do INXS. Da mesma forma, a superexpressão ectópica do INXS causou uma mudança no splicing favorecendo a isoforma BCL-XS e ativação das caspases, aumentando os níveis da proteína BCL-XS e conduzindo as células à apoptose. Utilizando um modelo in vivo, cinco injeções intra-tumorais do INXS durante 15 dias causaram uma regressão acentuada no volume dos xenotumores. Portanto, INXS é um lncRNA que induz a apoptose, sugerindo que essa molécula seja um possível alvo a ser explorado na terapia contra o câncer. / BCL-X mRNA alternative splicing generates pro-apoptotic BCL-XS or anti-apoptotic BCL-XL, whose balance regulates cell homeostasis. However, the mechanism that regulates the splice shifting is incompletely understood. Here, we identified and characterized a long noncoding RNA (lncRNA) named INXS, transcribed from the opposite genomic strand of BCL-X, that was less abundant in tumor cell lines and patient tumor tissues compared with non-tumors. INXS is an unspliced 1903 nt-long RNA, is transcribed by RNA Polymerase II, 5\'-capped, nuclear enriched and binds Sam68 splicing-modulator. The treatment of tumor cell line 786-O with each of three apoptosis-inducing agents increased endogenous INXS lncRNA, increased BCL-XS / BCL-XL mRNA ratio, and activated caspases 3, 7 and 9. These effects were abrogated in the presence of INXS knockdown. Similarly, ectopic INXS overexpression caused a shift in splicing towards BCL-XS and activation of caspases, increasing the levels of BCL-XS protein and then leading the cells to apoptosis. In a mouse xenograft model, five intra-tumor injections of INXS along 15 days caused a marked regression in tumor volume. INXS is an lncRNA that induces apoptosis, suggesting that INXS is a possible target to be explored in cancer therapies.

O gene supressor tumoral RASSF1A tem sido associado com redução da proliferação celular em diversos tumores. Sua expressão é regulada por eventos epigenéticos que envolvem o complexo repressivo polycomb (PRC2), no entanto os mecanismos moleculares da modulação do recrutamento deste modificador epigenético para este locus ainda são desconhecidos. Neste trabalho identificamos e caracterizamos ANRASSF1, um RNA não codificador longo (lncRNA) intrônico unspliced, que é transcrito na fita oposta do gene RASSF1A, em várias linhagem celulares e tecidos, e se liga a PRC2. ANRASSF1 é transcrito pela RNAPII, possui cap-5´ e cauda poli-A, além de localizar-se no núcleo e possuir uma meia-vida em média quatro vezes menor comparada com outros lncRNAs ligados à PRC2. A super-expressão ectópica de ANRASSF1 reduziu os níveis de RASSF1A e aumentou a taxa de proliferação em células HeLa, enquanto seu silenciamento provocou efeito oposto. Essas mudanças nos níveis de ANRASSF1 não afetaram a abundância da isoforma RASSF1C em nenhuma das condições. A super-expressão de ANRASSF1 provocou um grande aumento tanto da ocupação de PRC2 como da marca de histona repressiva H3K27me3 especificamente na região promotora RASSF1A. Nenhum efeito da super-expressão de ANRASSF1 foi detectado na ocupação de PRC2 e na histona H3K27me3 nas regiões promotoras de RASSF1C e de outros quatro genes vizinhos, incluindo dois genes supressores tumorais bem caracterizados. Além disso, foi demonstrado que ANRASSF1 forma um híbrido de RNA/DNA e recruta SUZ12, um componente do PRC2, para o promotor de RASSF1A. Notavelmente, foi detectado pelo ensaio de RNase-ChIP que a degradação de ANRASSF1 diminui a ocupação de PRC2 neste promotor. Esses resultados demonstram um novo mecanismo de repressão epigenética do supressor tumoral RASSF1A, envolvendo um lncRNA unspliced antissenso, onde ANRASSF1 reprime seletivamente a expressão da isoforma de RASSF1 que sobrepõe o transcrito antissenso de modo local e específico. Considerando uma perspectiva mais ampla, nossos resultados sugerem que outros lncRNAs intrônicos unspliced não caracterizados no genoma humano podem contribuir para uma modulação epigenética local e específica de cada região em que os lncRNAs são transcritos. / Tumor-suppressor RASSF1A gene down-regulation has been implicated in increasing cell proliferation in several tumors. Its expression is regulated by epigenetic events involving polycomb repressive complex 2 (PRC2), however the molecular mechanisms modulating recruitment of this epigenetic modifier to the locus remain largely unknown. Here, we identify and characterize ANRASSF1, an endogenous unspliced long noncoding RNA (lncRNA) that is transcribed from the opposite strand of RASSF1 gene in several cell lines and tissues, and binds to PRC2. ANRASSF1 is transcribed by RNA Polymerase II, 5\'-capped, polyadenylated, displays nuclear localization, and has on average a four-fold shorter half-life compared to other lncRNAs that bind PRC2. ANRASSF1 ectopic overexpression decreases RASSF1A abundance and increases the proliferation rate of HeLa cells, whereas its silencing causes opposite effects. These changes in NRASSF1 levels do not affect RASSF1C isoform abundance. ANRASSF1 overexpression causes a marked increase both in PRC2 occupancy and in histone H3K27me3 repressive mark specifically at the RASSF1A promoter region. No effect of ANRASSF1 overexpression is detected on PRC2 occupancy and on histone H3K27me3 at the promoter regions of RASSF1C and of four other neighbor genes, including two well-characterized tumor suppressor genes. Additionally, we demonstrate that ANRASSF1 forms an RNA/DNA hybrid, and recruits SUZ12, a PRC2 component, to the RASSF1A promoter. Notably, depletion of ANRASSF1 disrupts SUZ12 occupancy on RASSF1A promoter as measured by RNAse-ChIP assay. Together, these results show a new mechanism of epigenetic repression of RASSF1A tumor suppressor gene involving an antisense unspliced lncRNA, in which ANRASSF1 selectively represses expression of the RASSF1 isoform overlapping the antisense transcript in a location-specific manner. In a broader perspective, our findings suggest that other non-characterized unspliced intronic lncRNAs transcribed in the human genome may contribute to a location-specific epigenetic modulation of genes.

Recentemente, tem sido demonstrado que a maioria dos RNAs transcritos em células humanas são RNAs não-codificadores de proteínas (ncRNAs) originados de íntrons ou regiões intergênicas. Em trabalhos anteriores realizados por nosso grupo, foram descritos longos ncRNAs transcritos de regiões intrônicas de genes codificadores e cuja expressão foi correlacionada ao grau de diferenciação de tumores de próstata, apontando para a relevância fisiológica desta classe de transcritos. Apesar de sua abundância, as propriedades, funções e regulação da grande maioria dos ncRNAs ainda não foram elucidadas. O objetivo do presente trabalho foi investigar a biossíntese de ncRNAs intrônicos em células humanas, primordialmente a contribuição da RNA Polimerase II (RNAP II), bem como aspectos de sua regulação. Primeiramente, o modelo de regulação da expressão gênica por hormônio andrógeno foi utilizado para avaliação da participação direta de um fator de transcrição de RNAP II, o Receptor de Andrógeno (AR), na modulação da transcrição de ncRNAs intrônicos. Utilizando-se a técnica de imunoprecipitação da cromatina, foi detectada a ligação do AR ao elemento de resposta a andrógeno (ARE) presente em um possível promotor de um transcrito intrônico antisenso (derivado do locus Myo5A), cuja expressão é aumentada em células da linhagem LNCaP tratadas com o hormônio. A ligação ao ARE foi induzida pelo tratamento, sugerindo que o efeito do andrógeno na expressão do ncRNA é mediado pelo AR. Em uma segunda abordagem, o efeito da inibição da transcrição por RNAP II com α-amanitina por 24 h em células LNCaP foi avaliado com o uso de microarranjos de oligonucleotídeos representando transcritos total ou parcialmente intrônicos, além de éxons de genes codificadores. A expressão de menos de 20 % dos transcritos intrônicos foi afetada, fração significativamente menor que a observada para os transcritos exônicos (40 %). Ainda que a maioria dos ncRNAs intrônicos diferencialmente expressos tenha sua abundância diminuída, interessantemente, 13 a 16 % foram aumentados, contrastando com aproximadamente 2 a 3 % de exônicos que aumentaram. Os resultados obtidos neste trabalho indicam que a RNAP II atua na transcrição de ncRNAs intrônicos, mas que uma fração considerável pode ser transcrita por outra RNA Polimerase. / It has been recently shown that the bulk of the transcription in human cells is comprised of non-protein-coding RNAs (or noncoding RNAs - ncRNAs) transcribed from introns and intergenic regions of the genome. Previous work from our group has demonstrated that expression of long intronic ncRNAs can be correlated to the degree of prostate tumor differentiation, underscoring the physiological relevance of these transcripts. However, the properties, functions, and regulation of this huge population of ncRNAs remain largely unknown. The present work aimed to investigate the biosynthesis of intronic ncRNAs and aspects of its regulation in human cells, focusing on the contribution of RNA Polymerase II (RNAP II). Initially, the model of regulation of gene expression by androgen hormone was used in order to evaluate the participation of the RNAP II transcription factor Androgen Receptor (AR) in the transcriptional regulation of intronic ncRNAs. Chromatin immunoprecipitation experiments revealed the binding of the AR in an androgen response element (ARE) present in a putative promoter driving the expression of an antisense intronic transcript in Myo5A locus in LNCaP cells. The interaction occurred in an androgen-inducible fashion, along with the up-regulation of the transcript, suggesting that hormone activation occurred in a direct manner mediated by the AR. In a different approach, the effect of RNAP II inhibition with α-amanitin for 24 h in LNCaP cells was analyzed using an oligoarray representing totally and partially intronic transcripts, as well as exons of proteincoding genes. The expression of less than 20 % of the intronic transcripts was affected by the treatment, contrasting to a significantly higher fraction observed for exonic messages (40 %). Moreover, most differentially expressed intronic transcripts were down-regulated, but strikingly 13 to 16 % were up-regulated in cells with blocked RNAP II, while this fraction for exonic transcripts was about 2 %. The results described here demonstrate that RNAP II in fact plays a role in intronic transcription in human cells, but also highlight that another transcriptional system may account for the biogenesis of a fraction of intronic ncRNAs.

Recentemente, tem sido demonstrado que a maioria dos RNAs transcritos em células humanas são RNAs não-codificadores de proteínas (ncRNAs) originados de íntrons ou regiões intergênicas. Em trabalhos anteriores realizados por nosso grupo, foram descritos longos ncRNAs transcritos de regiões intrônicas de genes codificadores e cuja expressão foi correlacionada ao grau de diferenciação de tumores de próstata, apontando para a relevância fisiológica desta classe de transcritos. Apesar de sua abundância, as propriedades, funções e regulação da grande maioria dos ncRNAs ainda não foram elucidadas. O objetivo do presente trabalho foi investigar a biossíntese de ncRNAs intrônicos em células humanas, primordialmente a contribuição da RNA Polimerase II (RNAP II), bem como aspectos de sua regulação. Primeiramente, o modelo de regulação da expressão gênica por hormônio andrógeno foi utilizado para avaliação da participação direta de um fator de transcrição de RNAP II, o Receptor de Andrógeno (AR), na modulação da transcrição de ncRNAs intrônicos. Utilizando-se a técnica de imunoprecipitação da cromatina, foi detectada a ligação do AR ao elemento de resposta a andrógeno (ARE) presente em um possível promotor de um transcrito intrônico antisenso (derivado do locus Myo5A), cuja expressão é aumentada em células da linhagem LNCaP tratadas com o hormônio. A ligação ao ARE foi induzida pelo tratamento, sugerindo que o efeito do andrógeno na expressão do ncRNA é mediado pelo AR. Em uma segunda abordagem, o efeito da inibição da transcrição por RNAP II com α-amanitina por 24 h em células LNCaP foi avaliado com o uso de microarranjos de oligonucleotídeos representando transcritos total ou parcialmente intrônicos, além de éxons de genes codificadores. A expressão de menos de 20 % dos transcritos intrônicos foi afetada, fração significativamente menor que a observada para os transcritos exônicos (40 %). Ainda que a maioria dos ncRNAs intrônicos diferencialmente expressos tenha sua abundância diminuída, interessantemente, 13 a 16 % foram aumentados, contrastando com aproximadamente 2 a 3 % de exônicos que aumentaram. Os resultados obtidos neste trabalho indicam que a RNAP II atua na transcrição de ncRNAs intrônicos, mas que uma fração considerável pode ser transcrita por outra RNA Polimerase. / It has been recently shown that the bulk of the transcription in human cells is comprised of non-protein-coding RNAs (or noncoding RNAs - ncRNAs) transcribed from introns and intergenic regions of the genome. Previous work from our group has demonstrated that expression of long intronic ncRNAs can be correlated to the degree of prostate tumor differentiation, underscoring the physiological relevance of these transcripts. However, the properties, functions, and regulation of this huge population of ncRNAs remain largely unknown. The present work aimed to investigate the biosynthesis of intronic ncRNAs and aspects of its regulation in human cells, focusing on the contribution of RNA Polymerase II (RNAP II). Initially, the model of regulation of gene expression by androgen hormone was used in order to evaluate the participation of the RNAP II transcription factor Androgen Receptor (AR) in the transcriptional regulation of intronic ncRNAs. Chromatin immunoprecipitation experiments revealed the binding of the AR in an androgen response element (ARE) present in a putative promoter driving the expression of an antisense intronic transcript in Myo5A locus in LNCaP cells. The interaction occurred in an androgen-inducible fashion, along with the up-regulation of the transcript, suggesting that hormone activation occurred in a direct manner mediated by the AR. In a different approach, the effect of RNAP II inhibition with α-amanitin for 24 h in LNCaP cells was analyzed using an oligoarray representing totally and partially intronic transcripts, as well as exons of proteincoding genes. The expression of less than 20 % of the intronic transcripts was affected by the treatment, contrasting to a significantly higher fraction observed for exonic messages (40 %). Moreover, most differentially expressed intronic transcripts were down-regulated, but strikingly 13 to 16 % were up-regulated in cells with blocked RNAP II, while this fraction for exonic transcripts was about 2 %. The results described here demonstrate that RNAP II in fact plays a role in intronic transcription in human cells, but also highlight that another transcriptional system may account for the biogenesis of a fraction of intronic ncRNAs.

O gene supressor tumoral RASSF1A tem sido associado com redução da proliferação celular em diversos tumores. Sua expressão é regulada por eventos epigenéticos que envolvem o complexo repressivo polycomb (PRC2), no entanto os mecanismos moleculares da modulação do recrutamento deste modificador epigenético para este locus ainda são desconhecidos. Neste trabalho identificamos e caracterizamos ANRASSF1, um RNA não codificador longo (lncRNA) intrônico unspliced, que é transcrito na fita oposta do gene RASSF1A, em várias linhagem celulares e tecidos, e se liga a PRC2. ANRASSF1 é transcrito pela RNAPII, possui cap-5´ e cauda poli-A, além de localizar-se no núcleo e possuir uma meia-vida em média quatro vezes menor comparada com outros lncRNAs ligados à PRC2. A super-expressão ectópica de ANRASSF1 reduziu os níveis de RASSF1A e aumentou a taxa de proliferação em células HeLa, enquanto seu silenciamento provocou efeito oposto. Essas mudanças nos níveis de ANRASSF1 não afetaram a abundância da isoforma RASSF1C em nenhuma das condições. A super-expressão de ANRASSF1 provocou um grande aumento tanto da ocupação de PRC2 como da marca de histona repressiva H3K27me3 especificamente na região promotora RASSF1A. Nenhum efeito da super-expressão de ANRASSF1 foi detectado na ocupação de PRC2 e na histona H3K27me3 nas regiões promotoras de RASSF1C e de outros quatro genes vizinhos, incluindo dois genes supressores tumorais bem caracterizados. Além disso, foi demonstrado que ANRASSF1 forma um híbrido de RNA/DNA e recruta SUZ12, um componente do PRC2, para o promotor de RASSF1A. Notavelmente, foi detectado pelo ensaio de RNase-ChIP que a degradação de ANRASSF1 diminui a ocupação de PRC2 neste promotor. Esses resultados demonstram um novo mecanismo de repressão epigenética do supressor tumoral RASSF1A, envolvendo um lncRNA unspliced antissenso, onde ANRASSF1 reprime seletivamente a expressão da isoforma de RASSF1 que sobrepõe o transcrito antissenso de modo local e específico. Considerando uma perspectiva mais ampla, nossos resultados sugerem que outros lncRNAs intrônicos unspliced não caracterizados no genoma humano podem contribuir para uma modulação epigenética local e específica de cada região em que os lncRNAs são transcritos. / Tumor-suppressor RASSF1A gene down-regulation has been implicated in increasing cell proliferation in several tumors. Its expression is regulated by epigenetic events involving polycomb repressive complex 2 (PRC2), however the molecular mechanisms modulating recruitment of this epigenetic modifier to the locus remain largely unknown. Here, we identify and characterize ANRASSF1, an endogenous unspliced long noncoding RNA (lncRNA) that is transcribed from the opposite strand of RASSF1 gene in several cell lines and tissues, and binds to PRC2. ANRASSF1 is transcribed by RNA Polymerase II, 5\'-capped, polyadenylated, displays nuclear localization, and has on average a four-fold shorter half-life compared to other lncRNAs that bind PRC2. ANRASSF1 ectopic overexpression decreases RASSF1A abundance and increases the proliferation rate of HeLa cells, whereas its silencing causes opposite effects. These changes in NRASSF1 levels do not affect RASSF1C isoform abundance. ANRASSF1 overexpression causes a marked increase both in PRC2 occupancy and in histone H3K27me3 repressive mark specifically at the RASSF1A promoter region. No effect of ANRASSF1 overexpression is detected on PRC2 occupancy and on histone H3K27me3 at the promoter regions of RASSF1C and of four other neighbor genes, including two well-characterized tumor suppressor genes. Additionally, we demonstrate that ANRASSF1 forms an RNA/DNA hybrid, and recruits SUZ12, a PRC2 component, to the RASSF1A promoter. Notably, depletion of ANRASSF1 disrupts SUZ12 occupancy on RASSF1A promoter as measured by RNAse-ChIP assay. Together, these results show a new mechanism of epigenetic repression of RASSF1A tumor suppressor gene involving an antisense unspliced lncRNA, in which ANRASSF1 selectively represses expression of the RASSF1 isoform overlapping the antisense transcript in a location-specific manner. In a broader perspective, our findings suggest that other non-characterized unspliced intronic lncRNAs transcribed in the human genome may contribute to a location-specific epigenetic modulation of genes.