NG
Nicolò Gualandi
Author with expertise in RNA Methylation and Modification in Gene Expression
Achievements
Open Access Advocate
Key Stats
Upvotes received:
0
Publications:
2
(100% Open Access)
Cited by:
1
h-index:
2
/
i10-index:
1
Reputation
Biology
< 1%
Chemistry
< 1%
Economics
< 1%
Show more
How is this calculated?
Publications
0

The Apurinic/Apyrimidinic Endodeoxyribonuclease 1 is an RNA G-quadruplex binding protein and regulates miR-92b expression in cancer cells

Alessia Bellina et al.Feb 22, 2024
+9
G
M
A
Abstract In the last decade, several novel functions of the mammalian Apurinic/Apyrimidinic Endodeoxyribonuclease 1 (APE1) have been discovered, going far beyond its canonical function as a DNA repair enzyme, unveiling its potential roles in cancer development. Indeed, it was shown to be involved in DNA G-quadruplex biology and RNA metabolism, most importantly in the miRNA maturation pathway and the decay of oxidized- or abasic-miRNAs during oxidative stress conditions. Furthermore, in recent years several non-canonical pathways of miRNA biogenesis have been described, with a specific focus on guanosine-rich precursors that can form RNA G-quadruplex (rG4) structures. In this study, we show that several miRNA precursors, dysregulated upon APE1-depletion, contain an rG4 motif and that their corresponding target genes are upregulated after APE1-depletion. We also show, both by in vitro assays and by using a HeLa cell model, that APE1 can bind and regulate the folding of an rG4 structure contained in pre-miR92b, with a mechanism strictly dependent on critical lysine residues present in the N-terminal disordered region. Furthermore, APE1 depletion in HeLa cells alters the maturation process of miR-92b, mainly affecting the shuttling between the nucleus and cytosol. Lastly, bioinformatic analysis of APE1-regulated rG4-containing miRNAs supports the relevance of our findings for cancer biology. Specifically, these miRNAs exhibit high prognostic significance in lung, cervical, and liver cancer, as suggested by their involvement in several cancer-related pathways. Significance Statement We highlight an undescribed non-canonical role of the mammalian Apurinic/Apyrimidinic Endodeoxyribonuclease 1 (APE1) in the context of RNA G-quadruplexes (rG4), specifically in the alternative pathway of miRNA maturation of guanosine-rich miRNA precursors. Specifically, APE1 binds these structures and modulates their folding, mainly through its N-terminal region and some residues in its catalytic domain. Moreover, we showed an interesting new role of APE1 in regulating the shuttling and accumulation of miR-92b between the nuclear and cytosolic compartments, opening new perspectives on how APE1 may exercise its role in the miRNA maturation pathway and function. Moreover, APE1-depleted dysregulated miRNAs with rG4 motifs in their precursors have significant prognostic value in lung, cervical, and liver tumors, suggesting potential targets for cancer therapy.
0
Citation1
0
Save
0

The DNA-repair protein APE1 participates with hnRNPA2B1 to motif-enriched and prognostic miRNA secretion

Giovanna Mangiapane et al.Feb 2, 2024
+9
G
M
G
ABSTRACT The base excision repair (BER) Apurinic/apyrimidinic endonuclease 1 (APE1) enzyme is endowed with several non-repair activities including miRNAs processing. APE1 is overexpressed in many cancers but its causal role in the tumorigenic processes is largely unknown. We recently described that APE1 can be actively secreted by mammalian cells through exosomes. However, APE1 role in EVs or exosomes is still unknown, especially regarding a putative regulatory function on small non-coding RNAs vesicular secretion. Through dedicated transcriptomic analysis on cellular and vesicular small RNAs of different APE1-depleted cancer cell lines, we found that miRNAs loading into EVs is a regulated process, dependent on APE1, distinctly conveying RNA subsets into vesicles. We identified APE1-dependent secreted miRNAs characterized by enriched sequence motifs and possible binding sites for APE1. In 33 out of 34 APE1-dependent-miRNA precursors, we surprisingly found EXO-motifs and proved that APE1 cooperates with hnRNPA2B1 for the EV-sorting of a subset of miRNAs, including miR-1246, through direct binding to GGAG stretches. Using TCGA-datasets, we showed that these miRNAs identify a signature with high prognostic significance in cancer. In summary, we provided evidence that APE1 is part of the protein cargo of secreted EVs, suggesting a novel post-transcriptional role for this ubiquitous DNA-repair enzyme that could explain its role in cancer progression.