Experimental capture of miRNA targetomes: disease-specific 3′UTR library-based miRNA targetomics for Parkinson's disease

Hart Martin; Kern Fabian; Fecher-Trost Claudia; Krammes Lena; Aparicio Ernesto; Engel Annika; Hirsch Pascal; Wagner Viktoria; Keller Verena; Schmartz Georges Pierre; Rheinheimer Stefanie; Diener Caroline; Fischer Ulrike; Mayer Jens; Meyer Markus R.; Flockerzi Veit; Keller Andreas; Meese Eckart

doi:10.1038/s12276-024-01202-5

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저자정보: Hart Martin (Saarland University) Kern Fabian (Saarland University) Fecher-Trost Claudia (Saarland University) Krammes Lena (Saarland University) Aparicio Ernesto (Saarland University) Engel Annika (Saarland University) Hirsch Pascal (Saarland University) Wagner Viktoria (Saarland University) Keller Verena (Saarland University) Schmartz Georges Pierre (Saarland University) Rheinheimer Stefanie (Saarland University) Diener Caroline (Saarland University) Fischer Ulrike (Saarland University) Mayer Jens (Saarland University) Meyer Markus R. (Saarland University) Flockerzi Veit (Saarland University) Keller Andreas (Saarland University) Meese Eckart (Saarland University)

저널정보: 대한생화학·분자생물학회 Experimental and Molecular Medicine Experimental and Molecular Medicine Vol.56

발행연도: 2024.4

수록면: 935 - 945 (11page)

DOI: 10.1038/s12276-024-01202-5

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The identification of targetomes remains a challenge given the pleiotropic effect of miRNAs, the limited effects of miRNAs on individual targets, and the sheer number of estimated miRNA–target gene interactions (MTIs), which is around 44,571,700. Currently, targetome identification for single miRNAs relies on computational evidence and functional studies covering smaller numbers of targets. To ensure that the targetome analysis could be experimentally verified by functional assays, we employed a systematic approach and explored the targetomes of four miRNAs (miR-129-5p, miR-129-1-3p, miR-133b, and miR-873-5p) by analyzing 410 predicted target genes, both of which were previously associated with Parkinson’s disease (PD). After performing 13,536 transfections, we validated 442 of the 705 putative MTIs (62,7%) through dual luciferase reporter assays. These analyses increased the number of validated MTIs by at least 2.1-fold for miR-133b and by a maximum of 24.3-fold for miR-873-5p. Our study contributes to the experimental capture of miRNA targetomes by addressing i) the ratio of experimentally verified MTIs to predicted MTIs, ii) the sizes of disease-related miRNA targetomes, and iii) the density of MTI networks. A web service to support the analyses on the MTI level is available online (https://ccb-web.cs.uni-saarland.de/utr-seremato), and all the data have been added to the miRATBase database (https://ccb-web.cs.uni-saarland.de/miratbase).

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