Although the existence of small molecules of RNA that do not encode any amino acid chain has been proven two decades ago, their significance and extensive effect on cellular processes is still amazing. Many new studies fo-cused on finding new non-coding RNAs and the clarifica-tion of their functions in the organism are continuously published. This paper summarizes the current knowledge of small non-coding RNAs and their functions, both in prokaryotic and eukaryotic organisms.

• MeSH
• Humans MeSH
• RNA, Small Untranslated * MeSH
• Check Tag
• Humans MeSH
• Publication type
• Review MeSH

Lidský genom obsahuje asi 22 000 protein kódujících genů, které dávají vznik ještě většímu množství messengerové RNA (mRNA). Výsledky projektu ENCODE z roku 2012 však ukazují, že byť je až 90 % našeho genomu aktivně přepisováno, tak mRNA dávající vznik proteinům tvoří pouze 2–3 % z celkového množství přepsané RNA. Zbývající RNA transkripty nedávají vznik proteinům a nesou proto označení „nekódující RNA“. Dříve se nekódující RNA považovala za „temnou hmotu genomu“, nebo za „odpad“, který se v naší DNA nahromadil v průběhu evoluce. Dnes již víme, že nekódující RNA plní v našem těle celou řadu regulačních funkcí – zasahují do epigenetických procesů od remodelace chromatinu k metylaci histonů, nebo do vlastního procesu transkripce, či do posttranskripčních procesů. Dlouhé nekódující RNA (lncRNA) jsou jednou ze tříd nekódujících RNA s délkou nad 200 nukleotidů (nekódující RNA s délkou pod 200 nukleotidů označujeme jako krátké nekódující RNA). lncRNA představují velice pestrou a rozsáhlou skupinu molekul s rozličnými regulačními funkcemi. Můžeme je identifkovat ve všech myslitelných buněčných typech, či tkáních, nebo dokonce v extracelulárním prostoru, a to včetně krve, potažmo plazmy. Jejich hladiny se mění v průběhu organogeneze, jsou specifické pro jednotlivé tkáně a k jejich změnám dochází i při vzniku různých onemocnění, včetně aterosklerózy. Cílem tohoto souhrnného článku je jednak představit problematiku lncRNA a některé jejich konkrétní zástupce ve vztahu k procesu aterosklerózy (popsat zapojení lncRNA do biologie endotelových buněk, hladkosvalových buněk cévní stěny, či buněk imunitních), a dále poukázat na možný klinický potenciál lncRNA, ať již v diagnostice či terapii aterosklerózy a jejích klinických manifestací.

The human genome contains about 22 000 protein-coding genes that are transcribed to an even larger amount of messenger RNAs (mRNA). Interestingly, the results of the project ENCODE from 2012 show, that despite up to 90 % of our genome being actively transcribed, protein-coding mRNAs make up only 2–3 % of the total amount of the transcribed RNA. The rest of RNA transcripts is not translated to proteins and that is why they are referred to as “non-coding RNAs”. Earlier the non-coding RNA was considered “the dark matter of genome”, or “the junk”, whose genes has accumulated in our DNA during the course of evolution. Today we already know that non-coding RNAs fulfil a variety of regulatory functions in our body – they intervene into epigenetic processes from chromatin remodelling to histone methylation, or into the transcription process itself, or even post-transcription processes. Long non-coding RNAs (lncRNA) are one of the classes of non-coding RNAs that have more than 200 nucleotides in length (non-coding RNAs with less than 200 nucleotides in length are called small non-coding RNAs). lncRNAs represent a widely varied and large group of molecules with diverse regulatory functions. We can identify them in all thinkable cell types or tissues, or even in an extracellular space, which includes blood, specifically plasma. Their levels change during the course of organogenesis, they are specific to different tissues and their changes also occur along with the development of different illnesses, including atherosclerosis. This review article aims to present lncRNAs problematics in general and then focuses on some of their specific representatives in relation to the process of atherosclerosis (i.e. we describe lncRNA involvement in the biology of endothelial cells, vascular smooth muscle cells or immune cells), and we further describe possible clinical potential of lncRNA, whether in diagnostics or therapy of atherosclerosis and its clinical manifestations.

• MeSH
• Atherosclerosis * physiopathology   MeSH
• Endothelium physiology   MeSH
• Gene Expression MeSH
• Humans MeSH
• RNA, Long Noncoding * physiology   classification   MeSH
• Check Tag
• Humans MeSH
• Publication type
• Research Support, Non-U.S. Gov't MeSH
• Review MeSH

Východiska: Poskytnout přehlednou informaci o významu dlouhých nekódujících RNA (lncRNA) v patogenezi karcinomu z renálních buněk (renal cell carcinoma – RCC) a možnostech jejich využití v diagnostice, stanovení prognózy onemocnění a predikci léčebné odpovědi. Materiál a metody: Vyhledávání v databázích PubMed a Web of Science s využitím variant klíčových slov "dlouhé nekódující RNA“ ("lncRNA“, "long noncoding RNA“, "long non-coding RNA“) a "karcinom z renálních buněk“ ("renal cancer“, "renal cell carcinoma“, "kidney cancer“). Separace výsledků týkajících se patogeneze, dia­gnózy, prognózy a využití jako terapeutických cílů. Výsledky: Dlouhé nekódující RNA regulují genovou expresi na všech úrovních. Uplatňují se jako onkogeny i jako nádorové supresory. Mechanizmus jejich působení je objasněn pouze částečně, v patogenezi renálního karcinomu však aktivně regulují kaskádu faktorů indukovaných hypoxií, epiteliálně-mezenchymální tranzici, buněčnou proliferaci, buněčný cyklus, apoptózu, lokální invazi a vznik metastáz. Aberantní exprese ve tkáni nádoru ve srovnání se zdravým renálním parenchymem a korelace expresních hladin s klinicko-patologickými charakteristikami tumoru umožňují potenciální využití mnoha lncRNA jako biomarkerů pro časnou detekci a stanovení prognózy onemocnění vč. odpovědi na cílenou léčbu. Testy in vitro naznačují potenciální využití lncRNA jako terapeutických cílů. Závěr: Poznatků o dlouhých nekódujících RNA ve vztahu ke karcinomu z renálních buněk rychlým tempem přibývá. V současné době lze některé z nich považovat za slibné biomarkery. Před uvedením do rutinní klinické praxe je potřeba dalšího výzkumu.

Background: To provide an overview of the importance of long non-coding RNAs (lncRNAs) in the pathogenesis of renal cell carcinoma and their utility as bio­markers for dia­gnosis, prognosis and prediction of treatment response. Materials and methods: A literature search in the Pubmed and Web of Science databases using the keywords variations of “long non-coding RNA” (“lncRNA”, “long noncoding RNA”, “long non-coding RNA”) and “renal cell carcinoma” (“renal cancer”, “renal cell carcinoma”, “kidney cancer”) was performed. The results related to the pathogenesis, dia­gnosis, prognosis and use as therapeutic targets were separated. Results: Long non-coding RNAs regulate gene expression at different levels. They act both as oncogenes and tumor suppressors. The mechanism of their action has not been fully elucidated, but they are actively involved in the regulation of hypoxia inducible factors pathway, epithelial-mesenchymal transition, cell proliferation, cell cycle regulation, apoptosis, local invasion and development of metastases. Aberrant expression in tumor tissue compared to healthy parenchyma and the correlation of expression levels with clinical-pathological features allow the potential use of many lncRNAs as bio­markers for early detection and prognosis of the disease, including the response to targeted therapy. In vitro assays indicate the potential use of lncRNAs as therapeutic targets. Conclusion: Our knowledge of long non-coding RNAs in relation to renal cell carcinoma is increasing rapidly. At present, some of them can be considered as promising bio­markers. Further research is needed before they can be introduced into routine clinical practice.

• MeSH
• Carcinoma, Renal Cell * diagnosis   MeSH
• Humans MeSH
• Biomarkers, Tumor * MeSH
• Prognosis MeSH
• RNA, Long Noncoding MeSH
• Check Tag
• Humans MeSH
• Publication type
• Research Support, Non-U.S. Gov't MeSH
• Review MeSH

• MeSH
• Gastrointestinal Neoplasms diagnosis   MeSH
• Biomarkers, Tumor MeSH
• RNA, Untranslated MeSH
• Gene Expression Profiling MeSH

• Conspectus
• Patologie. Klinická medicína
• NML Fields
• gastroenterologie
• biologie
• NML Publication type
• studie

In this review I focus on the role of splicing in long non-coding RNA (lncRNA) life. First, I summarize differences between the splicing efficiency of protein-coding genes and lncRNAs and discuss why non-coding RNAs are spliced less efficiently. In the second half of the review, I speculate why splice sites are the most conserved sequences in lncRNAs and what additional roles could splicing play in lncRNA metabolism. I discuss the hypothesis that the splicing machinery can, besides its dominant role in intron removal and exon joining, protect cells from undesired transcripts.

• MeSH
• RNA, Long Noncoding * genetics   MeSH
• RNA Splicing MeSH
• Publication type
• Journal Article MeSH
• Research Support, Non-U.S. Gov't MeSH
• Review MeSH

Východiska: Dlouhé nekódující RNA (long non-coding RNA – lncRNA) jsou RNA molekuly o délce větší než 200 nukleotidů, které ovlivňují řadu fyziologických funkcí a mají významnou regulační roli v buňkách. Jejich hladiny jsou často změněny u různých malignit, a představují tak slibný biomarker pro diagnostiku, prognózu nebo rekurenci nádorových onemocnění. Díky důležitosti těchto molekul výrazně roste i počet publikací na toto téma. Mezi nejčastěji studované lncRNA patří např. HOTAIR, MALAT1 a PCA3. Cíl: V současné době jsou vyvíjeny různé metody pro analýzu či detekci lncRNA, obvykle založené na optických metodách pro detekci mediátorové RNA (mRNA), např. polymerázová řetězová reakce s reverzní transkripcí, fl uorescenční in situ hybridizace nebo sekvenování nové generace. Je však potřeba dbát na rozdíly ve struktuře mRNA a lncRNA. V této práci popisujeme nejenom standardní metody, ale i nové přístupy pro detekci lncRNA zahrnující např. chemiluminescenční a elektrochemické techniky. Závěr: I navzdory pokrokům a velkému množství publikovaných prací existuje pouze jeden schválený diagnostický test založený na detekci lncRNA, a to PCA3 test pro diagnostiku karcinomu prostaty analýzou moči. Ostatní jsou v současnosti pouze ve fázi vývoje a bude potřeba je validovat. Dia gnostika založená na lncRNA i tak skýtá obrovský potenciál, a je proto velmi pravděpodobné, že se v blízké době objeví další diagnostické testy cílící na jiné typy lncRNA.

Background: Long non-coding RNAs (lncRNA) are more than 200-nucleotide-long RNA molecules that affect multiple physiologic phenomena and have important regulatory functions in cells. Their levels are often altered in various malignancies, thus they represent a potential biomarker for the diagnostics, prognosis or recurrence of cancer. Their importance has recently led to an enormous increase in a number of publications on the subject. The most frequently studied lncRNAs are HOTAIR, MALAT1 and PCA3. Aim: Numerous methods are currently being developed for the analysis or detection of lncRNA. They are mostly based on optical methods used for the detection of messenger RNAs, including polymerase chain reaction with reverse transcription, fluorescence in situ hybridisation or next-generation sequencing, but caution must be taken due to their structural differences. Here, we describe not only standard but also novel techniques for lncRNA detection, including chemiluminescent and electrochemical techniques. Conclusion: Despite the great progress and plethora of papers on this topic, there is only one single approved lncRNA-based diagnostic test, a PCA3 test for the diagnosis of prostate cancer from the patient’s urine. All other tests are only in their research phase and need to be validated. Nevertheless, lncRNA diagnostics offer enormous potential and thus it is highly probable that other diagnostic tests on different lncRNA types will soon appear.

• MeSH
• Biosensing Techniques methods   MeSH
• Carcinogenesis MeSH
• Humans MeSH
• Biomarkers, Tumor * MeSH
• RNA, Long Noncoding * analysis   MeSH
• Check Tag
• Humans MeSH
• Publication type
• Research Support, Non-U.S. Gov't MeSH
• Review MeSH

For the many years, the central dogma of molecular biology has been that RNA functions mainly as an informational intermediate between a DNA sequence and its encoded protein. But one of the great surprises of modern biology was the discovery that protein-coding genes represent less than 2% of the total genome sequence, and subsequently the fact that at least 90% of the human genome is actively transcribed. Thus, the human transcriptome was found to be more complex than a collection of protein-coding genes and their splice variants. Although initially argued to be spurious transcriptional noise or accumulated evolutionary debris arising from the early assembly of genes and/or the insertion of mobile genetic elements, recent evidence suggests that the non-coding RNAs (ncRNAs) may play major biological roles in cellular development, physiology and pathologies. NcRNAs could be grouped into two major classes based on the transcript size; small ncRNAs and long ncRNAs. Each of these classes can be further divided, whereas novel subclasses are still being discovered and characterized. Although, in the last years, small ncRNAs called microRNAs were studied most frequently with more than ten thousand hits at PubMed database, recently, evidence has begun to accumulate describing the molecular mechanisms by which a wide range of novel RNA species function, providing insight into their functional roles in cellular biology and in human disease. In this review, we summarize newly discovered classes of ncRNAs, and highlight their functioning in cancer biology and potential usage as biomarkers or therapeutic targets.

• MeSH
• Humans MeSH
• Neoplasms genetics   MeSH
• RNA, Untranslated genetics   MeSH
• Check Tag
• Humans MeSH
• Publication type
• Journal Article MeSH
• Research Support, Non-U.S. Gov't MeSH
• Review MeSH

The majority of the human genome encodes RNAs that do not code for proteins. These non-coding RNAs (ncRNAs) affect normal expression of the genes, including oncogenes and tumour suppressive genes, which make them a new class of targets for drug development in cancer. Although microRNAs (miRNAs) are the most studied regulatory ncRNAs to date, and miRNA-targeted therapeutics have already reached clinical development, including the mimics of the tumour suppressive miRNAs miR-34 and miR-16, which reached phase I clinical trials for the treatment of liver cancer and mesothelioma, the importance of long non-coding RNAs (lncRNAs) is increasingly being recognised. Here, we describe obstacles and advances in the development of ncRNA therapeutics and provide the comprehensive overview of the ncRNA chemistry and delivery technologies. Furthermore, we summarise recent knowledge on the biological functions of miRNAs and their involvement in carcinogenesis, and discuss the strategies of their therapeutic manipulation in cancer. We review also the emerging insights into the role of lncRNAs and their potential as targets for novel treatment paradigms. Finally, we provide the up-to-date summary of clinical trials involving miRNAs and future directions in the development of ncRNA therapeutics.

• MeSH
• Molecular Targeted Therapy methods   trends   MeSH
• Humans MeSH
• MicroRNAs genetics   MeSH
• Models, Genetic MeSH
• Neoplasms drug therapy   genetics   MeSH
• RNA, Untranslated genetics   MeSH
• Antineoplastic Agents therapeutic use   MeSH
• Gene Expression Regulation, Neoplastic drug effects   MeSH
• RNA, Long Noncoding genetics   MeSH
• Animals MeSH
• Check Tag
• Humans MeSH
• Animals MeSH
• Publication type
• Journal Article MeSH
• Review MeSH

Východiska: Prognóza pacientů s karcinomem kolorekta (colorectal cancer – CRC) závisí především na rozsahu onemocnění v době diagnózy, proto je brzký záchyt jedním z hlavních předpokladů úspěšné léčby. Současný výzkum ukazuje, že exozomální dlouhé nekódující RNA (lncRNA) jsou spojeny s rozvojem nádorových onemocnění. Jelikož jsou lncRNA často tkáňově specifické, jejich kvantifikace v exozomech se nabízí jako neinvazivní metoda pro včasnou detekci CRC. V naší práci jsme se zaměřili na optimalizaci protokolu pro analýzu exozomálních lncRNA z krevního séra pacientů s CRC jako potenciálních diagnostických biomarkerů. Materiál a metody: Exozomy byly izolovány pomocí gelové chromatografie ze 150 μl séra pacientů s CRC a zdravých dárců. Jejich kvalita a kvantita byla potvrzena elektronovou mikroskopií a analýzou dynamického rozptylu světla (dynamic light scattering – DLS) a proteinové markery byly detekovány metodou Western blot. Po izolaci RNA byly ze vzorků připraveny cDNA knihovny, které byly sekvenovány pomocí NextSeq 550. Výsledky: Úspěšně jsme izolovali exozomy a ověřili jsme jejich vlastnosti několika různými metodami. Knihovny byly připraveny ze všech vzorků i přes velmi nízký objem výchozího materiálu. Sekvenační data potvrzují přítomnost protein kódující (50 %) i nekódující RNA, kterou tvoří především lncRNA (28,2 %), pseudogeny (15,2 %) a další typy RNA (6,5 %). Výsledky dále ukázaly významně změněné hladiny některých lncRNA, na základě jejichž exprese bylo možné odlišit vzorky od pacientů s CRC od vzorků zdravých kontrol. Pomocí analýzy obohacení genové sady (gene set enrichment analysis – GSEA) jsme pozorovali významně obohacené třídy genů, které souvisejí s opravami DNA nebo regulací buněčného cyklu. Závěr: Naše pilotní data naznačují, že lncRNA představují významnou část RNA přítomné v exozomech a jejich rozdílné hladiny mají schopnost odlišit CRC pacienty od zdravých kontrol. Analýza obohacených genů zároveň prokázala významné zastoupení lncRNA podílejících se na regulaci buněčného cyklu a oprav DNA, což naznačuje jejich možné zapojení do procesů kancerogeneze. Výsledky je však třeba ověřit na větším souboru pacientů.

Background: The prognosis of patients with colorectal cancer (CRC) depends mainly on the extent of the disease at the time of diagnosis; therefore, early detection is one of the main prerequisites for successful treatment. Current research shows that exosomal long non-coding RNAs (lncRNAs) are associated with cancer development. As lncRNAs are often tissue specific, their quantification in exosomes is proposed as a non-invasive method for early detection of CRC. In this study, we aimed to optimize a protocol for analyzing exosomal lncRNAs from blood serum of CRC patients as potential diagnostic biomarkers. Material and methods: Exosomes were isolated by gel chromatography from 150 μl of serum of CRC patients and healthy donors. Their quality and quantity were confirmed by electron microscopy and dynamic light scattering (DLS) analysis; protein markers were detected by Western blot. After RNA isolation, cDNA libraries were prepared and sequenced using NextSeq 550. Results: We successfully isolated exosomes and verified them by several methods. Libraries were prepared from all samples despite very low volume of starting material. The sequencing data confirmed the presence of both protein-coding (50%) and non-coding RNAs, which consisted mainly of lncRNAs (28.2%), pseudogenes (15.2%) and other RNA types (6.5%). The results also showed significantly altered levels of some lncRNAs that could distinguish samples from CRC patients and healthy controls. Using gene set enrichment analysis (GSEA), we observed significantly enriched classes of genes related to DNA repair or cell cycle regulation. Conclusion: Our preliminary data suggest that lncRNAs represent a significant fraction of the RNA present in exosomes and that their distinct levels can separate CRC patients from healthy controls. The analysis of enriched genes also showed a significant representation of lncRNAs involved in cell cycle regulation and DNA repair, suggesting their possible involvement in cancerogenesis. However, the results need to be verified in a larger cohort of patients.

• MeSH
• Exosome Multienzyme Ribonuclease Complex analysis   blood   MeSH
• Gene Expression MeSH
• Clinical Studies as Topic MeSH
• Colorectal Neoplasms * diagnosis   MeSH
• Humans MeSH
• Biomarkers, Tumor * MeSH
• RNA, Long Noncoding analysis   blood   MeSH
• Check Tag
• Humans MeSH

Over a half of mammalian genomes is occupied by repetitive elements whose ability to provide functional sequences, move into new locations, and recombine underlies the so-called genome plasticity. At the same time, mobile elements exemplify selfish DNA, which is expanding in the genome at the expense of the host. The selfish generosity of mobile genetic elements is in the center of research interest as it offers insights into mechanisms underlying evolution and emergence of new genes. In terms of numbers, with over 20,000 in count, protein-coding genes make an outstanding >2 % minority. This number is exceeded by an ever-growing list of genes producing long non-coding RNAs (lncRNAs), which do not encode for proteins. LncRNAs are a dynamically evolving population of genes. While it is not yet clear what fraction of lncRNAs represents functionally important ones, their features imply that many lncRNAs emerge at random as new non-functional elements whose functionality is acquired through natural selection. Here, we explore the intersection of worlds of mobile genetic elements (particularly retrotransposons) and lncRNAs. In addition to summarizing essential features of mobile elements and lncRNAs, we focus on how retrotransposons contribute to lncRNA evolution, structure, and function in mammals.

• MeSH
• Humans MeSH
• Evolution, Molecular MeSH
• Mice MeSH
• Retroelements genetics   MeSH
• RNA, Long Noncoding genetics   metabolism   MeSH
• Animals MeSH
• Check Tag
• Humans MeSH
• Mice MeSH
• Animals MeSH
• Publication type
• Journal Article MeSH
• Review MeSH