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Natural products and their putative effect on NORAD

Laura Gebetsberger

Art der Arbeit

Masterarbeit

Universität

Universität Wien

Fakultät

Fakultät für Lebenswissenschaften

Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)

Masterstudium Pharmazie

Betreuer*in

Verena Dirsch

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DOI

10.25365/thesis.64579

URN

urn:nbn:at:at-ubw:1-16111.40495.425661-2

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Abstracts

Abstract

(Deutsch)

Während der Großteil des menschlichen Genoms transkribiert wird, wird letztendlich nur ein kleiner Teil dieser RNA-Transkripte in Proteine übersetzt. Die Vielzahl an nicht-kodierender RNAs erlangt zunehmend an Beachtung, wobei die Gruppe der langen nicht-kodieren RNAs (long non-coding RNA, lncRNAs) aufgrund ihrer Funktionen bei der Embryonalentwicklung und verschiedenen Krankheiten besonders hervorsticht. Noncoding RNA activated by DNA damage (NORAD) ist eine häufig vorkommende und konservierte lncRNA, die erst kürzlich als Regulator von genomischer Stabilität, Mitochondrienfunktion und des Alterns in Säugetierzellen und -geweben beschrieben wurde. Darüber hinaus ist bekannt, dass die Expression von NORAD durch zelluläre Stressoren wie DNA-Schäden und Hypoxie stimuliert wird, wobei die genaue Beteiligung der RNA und die funktionellen Konsequenzen ihrer Induktion in diesen und anderen Aspekten der zellulären Stressantwort noch nicht bekannt sind. Naturstoffe werden für eine Vielzahl menschlicher Krankheiten untersucht und haben sich in mehreren menschlichen Krankheitsmodellen als Modulatoren von lncRNAs erwiesen. Aus diesem Grund wurden für diese Arbeit sieben Naturstoffe ausgewählt, die vor allem für ihre antikarzinogenen, antioxidativen und lebensverlängernden Effekte bekannt sind, um einen möglichen Effekt auf NORAD zu untersuchen. Während in Bezug auf Lebendzellanteil und intrazellulärer ROS-Produktion keine Unterschiede zwischen NORAD +/+ und NORAD -/- Zellen nach Behandlung mit den ausgewählten Stoffen festzustellen waren, ergab die qRT-PCR-Analyse eine Induktion von NORAD durch Curcumin (10 µM), Rapamycin (5 µM und 1 µM) und Resveratrol (100 µM). Diese Induktion tritt möglicherweise als Folge von intrazellulärem Stress auf, der durch Behandlung mit den Testsubstanzen verursacht wird. Eine mögliche Korrelation zwischen einem Anstieg in oxidativem Stress und einem Anstieg von NORAD, sowie ein potentieller Zusammenhang zwischen NORAD-Induktion und p53, konnte in den Untersuchungen aufgezeigt werden. Die Ergebnisse dieser Arbeit unterstreichen daher die Rolle von NORAD in der zellulären Stressantwort und liefern Ansatzpunkte für weitere Untersuchungen hinsichtlich der Mechanismen und Konsequenzen der NORAD-Modulation durch Naturstoffe.

Abstract

(Englisch)

While the majority of the human genome is transcribed, only a small fraction of these RNA transcripts is ultimately translated into proteins. The plethora of non-coding RNAs have increasingly attracted attention, with the group of long non-coding RNAs (lncRNAs) emerging as particularly interesting, because of their functions in embryonic development, differentiation and disease. Noncoding RNA activated by DNA damage (NORAD) is an abundant and conserved lncRNA that has recently been uncovered as a regulator of genomic stability, mitochondrial function and aging in mammalian cells and tissues. Furthermore, NORAD expression can be increased by cellular stressors, including DNA damage and hypoxia, although the exact involvement of the lncRNA and the functional consequences of its induction in these and other stress response pathways, are not yet understood. Natural products have been investigated for a myriad of human diseases and have emerged as modulators of lncRNAs in several human disease models. Therefore, seven natural products, all known to exhibit anti-cancer, antioxidant, anti-aging and longevity effects among others, were selected to explore a potential effect on NORAD in this thesis. While NORAD +/+ and NORAD -/- cells did not differ in viability or intracellular ROS production upon treatment with the selected compounds, qRT-PCR analysis revealed an induction of NORAD by curcumin at 10 µM, rapamycin at 5 µM and 1 µM and resveratrol at 100 µM. This induction may likely be a result of cellular stress caused by the compounds, as we suggest a possible correlation between an increase in oxidative stress and an increase in NORAD, as well as a potential connection of NORAD induction to p53. These findings therefore emphasize the role of NORAD in cellular stress response and may provide further lines of investigation into the mechanisms and outcomes of NORAD modulation by the hereby tested compounds, as well as the involvement of the lncRNA in other stress response pathways and whether these could be modulated by natural products.

Autor*innen

Laura Gebetsberger

Haupttitel (Englisch)

Natural products and their putative effect on NORAD

Paralleltitel (Deutsch)

Naturstoffe und ihr vermeintlicher Effekt auf NORAD

Publikationsjahr

2020

Umfangsangabe

43 Seiten

Sprache

Englisch

Beurteiler*in

Verena Dirsch

Klassifikation

30 Naturwissenschaften allgemein > 30.00 Naturwissenschaften allgemein: Allgemeines

AC Nummer

AC16194496

Utheses ID

57301

Studienkennzahl

UA | 066 | 605 | |

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