Changes in cytoarchitecture and mobility in B16F1 melanoma cells induced by 5-Br-2'-dU coincide with Rock2, miRNAs 138-5p and 455-3p reciprocal expressions.

ROCK2 is a protein involved in the restructuring of the cytoskeleton in cell adhesion and contractibility processes. miR-138-5p and miR-455-3p regulate Rock2 expression, cell proliferation, migration, and invasion in different experimental cell models. However, their participation in the cytoarchitecture and mobility of B16F1 melanoma cells exposed to 5-Br-2'-dU is partially known. This work aimed to analyze ROCK2 and miRs 138-5p and 455-3p expression associated with morphological and mobility changes of B16F1 mouse melanoma cells exposed to the thymidine analog 5-Bromo-2'-deoxyuridine (5-Br-2'-dU). We observed an increase (2.2X n = 3, p < 0.05) in the cell area, coinciding with an increase in cell diameter (1.27X n = 3, p < 0.05), as well as greater cell granularity, capacity for circularization, adhesion, which was associated with more significant polymerization of F-actin, collapsed in the intermediate filaments of vimentin (VIM), and coinciding with a decrease in migration (87%). Changes coincided with a decrease in Rock2 mRNA expression (2.88X n = 3, p < 0.05), increased vimentin and a reciprocal decrease in miR-138-5p (1.8X), and an increase in miR-455-3p (2.39X). The Rock2 kinase inhibitor Y27632 partially rescued these changes. These results suggest ROCK2 and VIM regulate the morphological and mobility changes of B16 melanoma cells after exposure to 5-Br-2'-dU, and its expression may be reciprocally regulated, at least in part, by miR-138-5p and miR-455-3p.

Reciprocal Changes in miRNA Expression with Pigmentation and Decreased Proliferation Induced in Mouse B16F1 Melanoma Cells by L-Tyrosine and 5-Bromo-2'-Deoxyuridine.

Background: Many microRNAs have been identified as critical mediators in the progression of melanoma through its regulation of genes involved in different cellular processes such as melanogenesis, cell cycle control, and senescence. However, microRNAs' concurrent participation in syngeneic mouse B16F1 melanoma cells simultaneously induced decreased proliferation and differential pigmentation by exposure to 5-Brd-2'-dU (5'Bromo-2-deoxyuridine) and L-Tyr (L-Tyrosine) respectively, is poorly understood. Aim: To evaluate changes in the expression of microRNAs and identify which miRNAs in-network may contribute to the functional bases of phenotypes of differential pigmentation and reduction of proliferation in B16F1 melanoma cells exposed to 5-Brd-2'-dU and L-Tyr. Methods: Small RNAseq evaluation of the expression profiles of miRNAs in B16F1 melanoma cells exposed to 5-Brd-2'-dU (2.5 µg/mL) and L-Tyr (5 mM), as well as the expression by qRT-PCR of some molecular targets related to melanogenesis, cell cycle, and senescence. By bioinformatic analysis, we constructed network models of regulation and co-expression of microRNAs. Results: We confirmed that stimulation or repression of melanogenesis with L-Tyr or 5-Brd-2'-dU, respectively, generated changes in melanin concentration, reduction in proliferation, and changes in expression of microRNAs 470-3p, 470-5p, 30d-5p, 129-5p, 148b-3p, 27b-3p, and 211-5p, which presented patterns of coordinated and reciprocal co-expression, related to changes in melanogenesis through their putative targets Mitf, Tyr and Tyrp1, and control of cell cycle and senescence: Cyclin D1, Cdk2, Cdk4, p21, and p27. Conclusions: These findings provide insights into the molecular biology of melanoma of the way miRNAs are coordinated and reciprocal expression that may operate in a network as molecular bases for understanding changes in pigmentation and decreased proliferation induced in B16F1 melanoma cells exposed to L-Tyr and 5-Brd-2'-dU.

Características de la estructura molecular de las proteínas E del virus del Zika y E1 del virus de la rubéola y posibles implicaciones en el neurotropismo y en las alteraciones del sistema nervioso.

Introducción. El virus del Zika (ZIKV) es un flavivirus con envoltura, transmitido a los seres humanos principalmente por el vector Aedes aegypti. La infección por ZIKV se ha asociado con un gran neurotropismo y con efectos neuropáticos, como el síndrome de Guillain-Barré en el adulto y la microcefalia fetal y posnatal, así como con un síndrome de infección congénita similar al producido por el virus de la rubéola (RV).Objetivo. Comparar las estructuras moleculares de la proteína de envoltura E del virus del Zika (E-ZIKV) y de la E1 del virus de la rubéola (E1-RV), y plantear posibles implicaciones en el neurotropismo y en las alteraciones del sistema nervioso asociadas con el ZIKV.Materiales y métodos. La secuencia de aminoácidos de la proteína E-ZIKV (PDB: 5iZ7) se alineó con la de la glucopreteína E1 del virus de la rubéola (PDB: 4ADG). Los elementos de la estructura secundaria se determinaron usando los programas Vector NTI Advance®, DSSP y POSA, así como herramientas de gestión de datos (AlignX®). Uno de los criterios principales de comparación y alineación fue la asignación de residuos estructuralmente equivalentes, con más de 70 % de identidad.Resultados. La organización estructural de la proteína E-ZIKV (PDB: 5iZ7) fue similar a la de E1-RV (PDB: 4ADG) (70 a 80 % de identidad), y se observó una correspondencia con la estructura definida para las glucoproteínas de fusión de membrana de clase II de los virus con envoltura. E-ZIKV y E1-RV exhibieron elementos estructurales de fusión muy conservados en la región distal del dominio II, asociados con la unión a los receptores celulares de entrada del virus de la rubéola (glucoproteína de mielina del oligodendrocito, Myelin Oligodendrocyte Glycoprotein, MOG), y con los receptores celulares Axl del ZIKV y de otros flavivirus.Conclusión. La comparación de las proteínas E-ZIKV y E1-RV es un paso necesario hacia la definición de otros factores moleculares determinantes del neurotropismo y la patogenia del ZIKV, el cual puede contribuir a generar estrategias de diagnóstico, prevención y tratamiento de las complicaciones neurológicas inducidas por el ZIKV.

Características de la estructura molecular de las proteínas E del virus del Zika y E1 del virus de la rubéola y posibles implicaciones en el neurotropismo y en las alteraciones del sistema nervioso / E-ZIKV and E1-RV proteins molecular structure and their potential implications in neurotropism and nervous system disorders

Resumen Introducción. El virus del Zika (ZIKV) es un flavivirus con envoltura, transmitido a los seres humanos principalmente por el vector Aedes aegypti. La infección por ZIKV se ha asociado con un gran neurotropismo y con efectos neuropáticos, como el síndrome de Guillain-Barré en el adulto y la microcefalia fetal y posnatal, así como con un síndrome de infección congénita similar al producido por el virus de la rubéola (RV). Objetivo. Comparar las estructuras moleculares de la proteína de envoltura E del virus del Zika (E-ZIKV) y de la E1 del virus de la rubéola (E1-RV), y plantear posibles implicaciones en el neurotropismo y en las alteraciones del sistema nervioso asociadas con el ZIKV. Materiales y métodos. La secuencia de aminoácidos de la proteína E-ZIKV (PDB: 5iZ7) se alineó con la de la glucopreteína E1 del virus de la rubéola (PDB: 4ADG). Los elementos de la estructura secundaria se determinaron usando los programas Vector NTI Advance®, DSSP y POSA, así como herramientas de gestión de datos (AlignX®). Uno de los criterios principales de comparación y alineación fue la asignación de residuos estructuralmente equivalentes, con más de 70 % de identidad. Resultados. La organización estructural de la proteína E-ZIKV (PDB: 5iZ7) fue similar a la de E1-RV (PDB: 4ADG) (70 a 80 % de identidad), y se observó una correspondencia con la estructura definida para las glucoproteínas de fusión de membrana de clase II de los virus con envoltura. E-ZIKV y E1-RV exhibieron elementos estructurales de fusión muy conservados en la región distal del dominio II, asociados con la unión a los receptores celulares de entrada del virus de la rubéola (glucoproteína de mielina del oligodendrocito, Myelin Oligodendrocyte Glycoprotein, MOG), y con los receptores celulares Axl del ZIKV y de otros flavivirus. Conclusión. La comparación de las proteínas E-ZIKV y E1-RV es un paso necesario hacia la definición de otros factores moleculares determinantes del neurotropismo y la patogenia del ZIKV, el cual puede contribuir a generar estrategias de diagnóstico, prevención y tratamiento de las complicaciones neurológicas inducidas por el ZIKV.

Abstract Introduction: Zika virus (ZIKV) is an enveloped flavivirus transmitted to humans mainly by Aedes aegypti. ZIKV infection has been associated with high neurotropism and neuropathic effects such as the Guillain-Barré syndrome in adults, and fetal and postnatal microcephaly and the congenital Zika virus syndrome similar to that produced by rubella virus (VR). Objective: To compare Zika virus membrane protein E (E-ZIKV) and rubella virus membrane protein E1 (E1-RV), and to propose possible implications for neurotropism and nervous system disorders associated with ZIKV infections. Materials and methods: The amino acid sequence of E-ZIKV protein (PDB: 5iZ7) was aligned to that of rubella virus glycoprotein E1 (PDB: 4ADG). The secondary structure elements were determined using the programs Vector NTI Advance®, DSSP, and POSA, and integrated data management tools (AlignX®). One of the main comparison and alignment criteria was the allocation of structurally equivalent residues with more than 70% identity. Results: E-ZIKV structural organization (PDB: 5iZ7) was similar to that of E1-RV (PDB: 4ADG) (70%-80% identity), and it was consistent with relevant structural features of viral membrane class II fusion glycoproteins. E-ZIKV and E1-RV exhibited highly conserved fusion structural elements at the distal region of domain II, which has been associated with the RV myelin oligodendrocyte glycoprotein and Axl cell receptors in ZIKV and other flaviviruses. Conclusion: The comparison of E-ZIKV and E1-RV proteins constitutes an essential step towards the definition of ZIKV neurotropism and pathogenesis molecular determinants, and for the adoption of diagnosis, prevention and treatment strategies against neurological complications induced by ZIKV infection.