piRNAs: nature, biogenesis, regulation, and their potential clinical utility / piRNAs: naturaleza, biogénesis, regulación y utilidad clínica potencial

ABSTRACT

Abstract RNAs that interact with PIWI (P-element Induced Wimpy) proteins, called piRNAs, were discovered in 2006. Considered the "guardians of the genome," piRNAs were first described in germ cells of Mus musculus and Drosophila melanogaster. Since then, studies have focused on elucidating their origin, biogenesis, and mechanisms of action. Today, we know some of the molecules that participate in these processes, but the nature of the molecular processes that they perform remains largely unknown. However, recent studies have demonstrated that both the piRNAs and their associated proteins are also expressed in somatic cells, suggesting that their scope of action is much greater than initially thought. In addition, their union to PIWI proteins generates a silencing complex that represses the transcriptional and post-transcriptional expression of repeated sequences, including elements known as "transposables". Finally, a recent discovery revealed that this complex could modulate the silencing of specific messenger RNAs (mRNA) necessary for cell regulation. The regulatory function that piRNAs perform in various cellular processes has led to a diversification in their study concerning various diseases, including cancer, where there are indications of their potential function as diagnostic tools, biomarkers for prognoses, and future therapeutic targets. Recently, changes in piRNAs expression have been observed in diseases related to air pollution exposition, such as respiratory diseases.

RESUMEN

Resumen Los RNA que interactúan con las proteínas PIWI (P-element Induced Wimpy), conocidos como piRNA, fueron descubiertos en 2006. Desde entonces, los estudios se han enfocado en dilucidar su origen, biogénesis y mecanismos de acción. En la actualidad se conocen algunas de las moléculas que participan en estos procesos. Sin embargo, los procesos moleculares que estas llevan a cabo aún se desconocen. Considerados como los «guardianes del genoma¼, los piRNA inicialmente se describieron en células germinales de Mus musculus y Drosophila melanogaster, pero los estudios recientes han demostrado que tanto los piRNA como sus proteínas asociadas se expresan también en células somáticas, lo que sugiere que la acción de los piRNA es mayor de lo que antes se pensaba. Además, su unión con las proteínas PIWI genera un complejo de silenciamiento que reprime la expresión de manera transcripcional y postranscripcional de secuencias repetidas, Áincluyendo elementos conocidos como «transponibles¼. Por último, un descubrimiento ha demostrado que este complejo puede modular el silenciamiento de ciertos RNA mensajeros necesarios para la regulación celular. La función reguladora de los piRNA en múltiples procesos celulares ha contribuido a la diversificación de su estudio en diferentes enfermedades, incluyendo el cáncer, en el que hay indicaciones de su potencial función como herramientas de diagnóstico, biomarcadores de pronóstico y, en un futuro, dianas terapéuticas. Recientemente se han observado cambios en la expresión de piRNA en enfermedades relacionadas con la exposición a contaminantes ambientales, como las enfermedades respiratorias.