Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Альтернативный сплайсинг дает три изоформы белка .

Альтернативный сплайсинг или альтернативный сплайсинг РНК , или дифференциальный сплайсинг , является альтернативой сплайсинга процесс , в ходе экспрессии генов , что позволяет одному ген с кодом для нескольких белков . В этом процессе определенные экзоны гена могут быть включены или исключены из окончательной процессированной информационной РНК (мРНК), полученной из этого гена. [1] Следовательно, белки транслируются с мРНК, подвергнутых альтернативному сплайсингу.будут содержать различия в их аминокислотной последовательности и, часто, в их биологических функциях (см. рисунок). Примечательно, что альтернативный сплайсинг позволяет геному человека управлять синтезом гораздо большего количества белков, чем можно было бы ожидать от его 20 000 генов, кодирующих белок.

Альтернативный сплайсинг является нормальным явлением у эукариот , когда он значительно увеличивает биоразнообразие белков, которые могут кодироваться геномом; [1] у человека ~ 95% мультиэкзонных генов подвергаются альтернативному сплайсингу. [2] Наблюдается множество способов альтернативного сплайсинга, наиболее распространенным из которых является пропуск экзона . В этом режиме конкретный экзон может быть включен в мРНК в одних условиях или в определенных тканях и исключен из мРНК в других. [1]

Производство альтернативно сплайсированных мРНК регулируется системой транс-действующих белков, которые связываются с цис-действующими сайтами на самом первичном транскрипте . Такие белки включают активаторы сплайсинга, которые способствуют использованию определенного сайта сплайсинга, и репрессоры сплайсинга, которые сокращают использование определенного сайта. Механизмы альтернативного сращивания очень разнообразны, и постоянно находят новые примеры, особенно за счет использования высокопроизводительных методов. Исследователи надеются полностью выяснить регуляторные системы, участвующие в сплайсинге, чтобы альтернативные продукты сплайсинга из данного гена в определенных условиях («варианты сплайсинга») можно было предсказать с помощью «кода сплайсинга». [3] [4]

Аномальные вариации сплайсинга также являются причиной болезни ; большая часть генетических нарушений человека возникает в результате вариантов сплайсинга. [3] Также считается, что аномальные варианты сплайсинга способствуют развитию рака, [5] [6] [7] [8] и гены факторов сплайсинга часто мутируют при различных типах рака. [8]

Открытие [ править ]

Альтернативный сплайсинг впервые был обнаружен в 1977 г. [9] [10] аденовируса производит пять первичных транскриптов в начале своей инфекционного цикла, до репликации вирусной ДНК, и один дополнительный позже, после начала репликации ДНК. Первые первичные транскрипты продолжают вырабатываться после начала репликации ДНК. Дополнительный первичный транскрипт, продуцируемый на поздних этапах заражения, является большим и происходит из 5/6 генома аденовируса размером 32 КБ. Это намного больше, чем у любого отдельного аденовируса.мРНК присутствуют в инфицированных клетках. Исследователи обнаружили, что первичный транскрипт РНК, продуцируемый аденовирусом типа 2 на поздней стадии, был сплайсирован множеством различных способов, в результате чего были получены мРНК, кодирующие различные вирусные белки. Кроме того, первичный транскрипт содержал несколько сайтов полиаденилирования , дающих разные 3'-концы для процессированных мРНК. [11] [12] [13]

В 1981 году был охарактеризован первый пример альтернативного сплайсинга транскрипта нормального эндогенного гена. [11] Было обнаружено, что ген, кодирующий тироидный гормон кальцитонин, альтернативно сплайсирован в клетках млекопитающих. Первичный транскрипт этого гена содержит 6 экзонов; кальцитонин мРНК содержит экзоны 1-4 и заканчивается после полиаденилирования сайта в экзоне 4. Еще одна мРНК получают из этого пре-мРНК путем пропуска экзона 4, и включает в себя экзонов 1-3, 5 и 6. Он кодирует белок , известный как CGRP ( пептид, родственный гену кальцитонина ). [14] [15]Примеры альтернативного сплайсинга транскриптов генов иммуноглобина у млекопитающих также наблюдались в начале 1980-х годов. [11] [16]

С тех пор было обнаружено, что альтернативный сплайсинг у эукариот встречается повсеместно. [1] Рекордсменом по альтернативному сплайсингу является ген D. melanogaster под названием Dscam , который потенциально может иметь 38 016 вариантов сплайсинга. [17]

В 2021 году было обнаружено, что геном аденовируса типа 2, аденовируса, в котором впервые был идентифицирован альтернативный сплайсинг, способен производить гораздо большее разнообразие мРНК, чем считалось ранее. [18] Используя технологию секвенирования нового поколения, исследователи смогли обновить транскриптом человеческого аденовируса типа 2 и представить ошеломляющую уникальную мРНК 904, продуцируемую вирусом посредством сложной схемы альтернативного сплайсинга.

Режимы [ править ]

Традиционная классификация основных типов альтернативных событий сплайсинга РНК. Экзоны представлены синими и желтыми блоками, интроны - линиями между ними.
Относительные частоты типов альтернативных событий сплайсинга у людей и плодовых мух различаются. [19]

Общепризнанно пять основных режимов альтернативного сращивания. [1] [2] [3] [19]

  • Пропуск экзона или кассетный экзон : в этом случае экзон может быть сплайсирован из первичного транскрипта или сохранен. Это наиболее распространенный вид пре-мРНК млекопитающих . [19]
  • Взаимоисключающие экзоны : один из двух экзонов остается в мРНК после сплайсинга, но не оба.
  • Альтернативный донорный сайт : используется альтернативное 5'-сплайсинговое соединение (донорский сайт), изменяющее 3'-границу вышестоящего экзона.
  • Альтернативный акцепторный сайт : используется альтернативный 3'-сплайсинговый сайт (акцепторный сайт), изменяющий 5'-границу расположенного ниже экзона.
  • Удержание интрона: последовательность может быть сплайсирована как интрон или просто сохранена. Это отличается от пропуска экзона, потому что сохраненная последовательность не фланкируется интронами . Если сохраненный интрон находится в кодирующей области, интрон должен кодировать аминокислоты в рамке с соседними экзонами, иначе стоп-кодон или сдвиг в рамке считывания приведут к тому, что белок станет нефункциональным. Это самый редкий вид у млекопитающих. [19]

В дополнение к этим основным способам альтернативного сплайсинга существуют два других основных механизма, с помощью которых разные мРНК могут генерироваться из одного и того же гена; множественные промоторы и множественные сайты полиаденилирования . Использование нескольких промоторов правильно описано как механизм регуляции транскрипции, а не как альтернативный сплайсинг; Начав транскрипцию в разных точках, можно получить транскрипты с разными 5'-экзонами. С другой стороны, несколько сайтов полиаденилирования обеспечивают разные 3'-конечные точки для транскрипта. Оба этих механизма обнаруживаются в сочетании с альтернативным сплайсингом и обеспечивают дополнительное разнообразие мРНК, полученных из гена. [1] [3]

Схема отсечения от 3 структур сплайсинга в гене гиалуронидазы мыши . Направленность транскрипции от 5 'до 3' показана слева направо. Экзоны и интроны не масштабированы.


Эти режимы описывают базовые механизмы сращивания, но могут быть неадекватными для описания сложных событий сращивания. Например, на рисунке справа показаны 3 сплайс-формы из гена гиалуронидазы 3 мыши . Сравнение экзонной структуры, показанной в первой строке (зеленая), со структурой во второй строке (желтая) показывает удерживание интронов, тогда как сравнение между второй и третьей формой сплайсинга (желтый против синего) показывает пропуск экзона. Недавно была предложена модельная номенклатура для однозначного обозначения всех возможных схем сращивания. [19]

Механизмы [ править ]

Общий механизм сращивания [ править ]

Основная статья: сплайсинг РНК
Сплайсосомный комплекс A определяет 5 'и 3' концы интрона перед удалением [3]

Когда пре-мРНК транскрибируется из ДНК , она включает несколько интронов и экзонов . (У нематод среднее значение составляет 4–5 экзонов и интронов; у плодовой мушки Drosophila может быть более 100 интронов и экзонов в одной транскрибируемой пре-мРНК.) Экзоны, которые должны оставаться в мРНК , определяются в процессе сплайсинга. . Регуляция и отбор сайтов сплайсинга осуществляются транс-действующим активатором сплайсинга и репрессорными белками сплайсинга, а также цис-действующими элементами в самой пре-мРНК, такими как энхансеры экзонного сплайсинга и сайленсеры экзонного сплайсинга.

Типичный ядерный интрон эукариот имеет согласованные последовательности, определяющие важные области. Каждый интрон имеет последовательность GU на 5'-конце. Рядом с 3-м концом есть филиал. Нуклеотид в точке ветвления всегда представляет собой A; консенсус относительно этой последовательности несколько различается. У человека консенсусной последовательностью сайта ветвления является yUnAy. [20] За местом ветвления следует ряд пиримидинов - полипиримидиновый тракт - затем на 3 'конце идет AG. [3]

Сплайсинг мРНК осуществляется комплексом РНК и белка, известным как сплайсосома , содержащим snRNP, обозначенные как U1, U2 , U4, U5 и U6 (U3 не участвует в сплайсинге мРНК). [21] U1 связывается с 5 'GU, а U2 с помощью белковых факторов U2AF связывается с точкой ветвления A внутри сайта ветвления. Комплекс на этой стадии известен как комплекс сплайсосомы А. Формирование комплекса A обычно является ключевым этапом в определении концов интрона, подлежащего сплайсингу, и определении концов экзона, которые необходимо сохранить. [3] (Номенклатура U обусловлена ​​высоким содержанием уридина).

Комплекс U4, U5, U6 связывается, а U6 замещает позицию U1. U1 и U4 уходят. Оставшийся комплекс затем выполняет две реакции переэтерификации . При первой переэтерификации 5'-конец интрона отщепляется от вышележащего экзона и присоединяется к сайту разветвления А с помощью 2 ', 5'- фосфодиэфирной связи. При второй переэтерификации 3'-конец интрона отщепляется от расположенного ниже экзона, и два экзона соединяются фосфодиэфирной связью. Затем интрон высвобождается в форме лариата и разрушается. [1]

Регуляторные элементы и белки [ править ]

Сращивание репрессий

Сплайсинг регулируется транс-действующими белками (репрессорами и активаторами) и соответствующими цис-действующими регуляторными сайтами (сайленсерами и энхансерами) на пре-мРНК. Однако, как часть сложности альтернативного сращивания, следует отметить, что эффекты фактора сращивания часто зависят от положения. То есть фактор сплайсинга, который служит активатором сплайсинга, когда он связан с интронным энхансерным элементом, может служить репрессором, когда он связан с его элементом сплайсинга в контексте экзона, и наоборот. [22] Вторичная структура транскрипта пре-мРНК также играет роль в регулировании сплайсинга, например, за счет объединения элементов сплайсинга или за счет маскировки последовательности, которая в противном случае служила бы элементом связывания для фактора сплайсинга.[23] [24] Вместе эти элементы образуют «код сращивания», который определяет, как сращивание будет происходить в разных клеточных условиях. [25] [26]

Существует два основных типа цис-действующих элементов последовательности РНК, присутствующих в пре-мРНК, и они имеют соответствующие транс-действующие РНК-связывающие белки . Сплайсинг глушители сайты , к которым сплайсинг репрессор белкам связываются, уменьшая вероятность того, что соседний участок будет использоваться в качестве сращивания перехода. Они могут быть расположены в самом интроне (сайленсеры интронного сплайсинга, ISS) или в соседнем экзоне ( сайленсеры экзонного сплайсинга , ESS). Они различаются по последовательности, а также по типам белков, которые с ними связываются. Большинство репрессоров сплайсинга представляют собой гетерогенные ядерные рибонуклеопротеины (hnRNP), такие как hnRNPA1 и белок, связывающий полипиримидиновый тракт (PTB). [3] [25]Энхансеры сплайсинга - это сайты, с которыми связываются белки-активаторы сплайсинга, увеличивая вероятность того, что соседний сайт будет использоваться в качестве соединения сплайсинга. Они также могут возникать в интроне (энхансеры интронного сплайсинга, ISE) или экзоне ( энхансеры экзонного сплайсинга , ESE). Большинство белков-активаторов, которые связываются с ISE и ESE, являются членами семейства белков SR . Такие белки содержат мотивы распознавания РНК и домены, богатые аргинином и серином (RS). [3] [25]

Активация сварки

В общем, детерминанты сращивания работают взаимозависимым образом, который зависит от контекста, так что правила, управляющие тем, как сращивание, регулируются из кода сращивания. [26] Присутствие определенного цис-действующего элемента последовательности РНК может увеличить вероятность того, что соседний сайт будет сплайсирован в некоторых случаях, но снизит вероятность в других случаях, в зависимости от контекста. Контекст, в котором действуют регуляторные элементы, включает цис-действующий контекст, который устанавливается присутствием других характеристик последовательности РНК, и транс-действующий контекст, который устанавливается клеточными условиями. Например, некоторые цис-действующиеЭлементы последовательности РНК влияют на сплайсинг только в том случае, если несколько элементов присутствуют в одной и той же области, чтобы установить контекст. В качестве другого примера, цис-действующий элемент может иметь противоположные эффекты на сплайсинг, в зависимости от того, какие белки экспрессируются в клетке (например, нейрональный PTB по сравнению с ненейрональным). Адаптивное значение сайленсеров и энхансеров при сплайсинге подтверждается исследованиями, показывающими, что в генах человека существует сильный отбор против мутаций, которые производят новые сайленсеры или разрушают существующие энхансеры. [27] [28]

Метилирование ДНК и альтернативный сплайсинг у социальных насекомых [ править ]

Метилирование ДНК CpG показало свою роль в регулировании альтернативного сплайсинга у социальных насекомых. [29] [30] У медоносных пчел ( Apis mellifera ) метилирование ДНК CpG, по-видимому, регулирует пропуск экзонов, на основании первых нескольких геномных исследований [31] [32] после того, как геном медоносной пчелы был доступен. [33] Метилирование ДНК CpG более широко регулирует альтернативный сплайсинг, не только влияет на пропуск экзонов, но также на удержание интронов и другие события сплайсинга. [34]

Примеры [ править ]

Пропуск экзона : Drosophila dsx [ править ]

Альтернативный сплайсинг пре-мРНК dsx

Пре-мРНК гена dsx D. melanogaster содержат 6 экзонов. У мужчин экзоны 1, 2, 3, 5 и 6 соединены с образованием мРНК, которая кодирует белок, регулирующий транскрипцию, необходимый для развития мужчин. У женщин экзоны 1,2,3 и 4 соединены, и сигнал полиаденилирования в экзоне 4 вызывает расщепление мРНК в этой точке. Полученная мРНК представляет собой белок, регулирующий транскрипцию, необходимый для развития самок. [35]

Это пример пропуска экзона. Интрон, расположенный выше экзона 4, имеет полипиримидиновый тракт , который плохо соответствует согласованной последовательности , так что белки U2AF плохо связываются с ним без помощи активаторов сплайсинга. Таким образом, этот 3'-акцепторный сайт сплайсинга не используется у мужчин. Самки же производят активатор сращивания Transformer (Tra) (см. Ниже). SR-белок Tra2 продуцируется у обоих полов и связывается с ESE в экзоне 4; если Tra присутствует, он связывается с Tra2 и вместе с другим белком SR образует комплекс, который помогает белкам U2AF связываться со слабым полипиримидиновым трактом. U2 рекрутируется в ассоциированную точку ветвления, и это приводит к включению экзона 4 в мРНК. [35] [36]

Альтернативные акцепторные сайты: Drosophila Transformer [ править ]

Альтернативный сплайсинг генного продукта Drosophila Transformer .

Пре-мРНК гена трансформера (Tra) Drosophila melanogaster подвергаются альтернативному сплайсингу через режим альтернативного акцепторного сайта. Ген Tra кодирует белок, который экспрессируется только у женщин. Первичный транскрипт этого гена содержит интрон с двумя возможными акцепторными сайтами. У самцов используется восходящий акцепторный сайт. Это приводит к включению более длинной версии экзона 2 в обработанный транскрипт, включая ранний стоп-кодон . Полученная мРНК кодирует усеченный белковый продукт, который неактивен. Самки продуцируют основной белок, определяющий пол. Смертельный секс (Sxl). Белок Sxl представляет собой репрессор сплайсинга, который связывается с ISS в РНК транскрипта Tra рядом с восходящим акцепторным сайтом, предотвращаяБелок U2AF от связывания с полипиримидиновым трактом. Это предотвращает использование этого соединения, сдвигая связывание сплайсосомы на расположенный ниже акцепторный сайт. Сплайсинг в этот момент обходит стоп-кодон, который вырезается как часть интрона. Полученная мРНК кодирует активный белок Tra, который сам по себе является регулятором альтернативного сплайсинга других генов, связанных с полом (см. Dsx выше). [1]

Определение экзона: рецептор Fas [ править ]

Альтернативный сплайсинг пре-мРНК рецептора Fas

Множественные изоформы белка рецептора Fas продуцируются альтернативным сплайсингом. Две обычно встречающиеся у человека изоформы продуцируются механизмом пропуска экзонов. МРНК, включающая экзон 6, кодирует мембраносвязанную форму рецептора Fas, которая способствует апоптозу или запрограммированной гибели клеток. Повышенная экспрессия рецептора Fas в клетках кожи, хронически подвергающихся воздействию солнца, и отсутствие экспрессии в раковых клетках кожи предполагает, что этот механизм может иметь важное значение для устранения предраковых клеток у людей. [37] Если экзон 6 пропущен, полученная мРНК кодирует растворимый белок Fas, который не способствует апоптозу. Включение или пропуск экзона зависит от двух антагонистических белков, TIA-1. и белок, связывающий полипиримидиновый тракт (PTB).

  • 5'-донорный сайт в интроне ниже экзона 6 в пре-мРНК имеет слабое согласие с консенсусной последовательностью и обычно не связывается с snRNP U1. Если U1 не связывается, экзон пропускается (см. «А» на сопроводительном рисунке).
  • Связывание белка TIA-1 с интронным сайтом энхансера сплайсинга стабилизирует связывание U1 snRNP. [3] Полученный комплекс 5'-донорных сайтов способствует связыванию фактора сплайсинга U2AF с 3'-сайтом сплайсинга перед экзоном посредством механизма, который пока не известен (см. B). [38]
  • Экзон 6 содержит богатый пиримидином экзонный глушитель сплайсинга, ure6 , с которым может связываться PTB. Если PTB связывается, он подавляет эффект 5'-донорного комплекса на связывание U2AF с акцепторным сайтом, что приводит к пропуску экзона (см. C).

Этот механизм является примером определения экзона при сплайсинге. Сплайсосома собирается на интроне, и субъединицы мяРНП сворачивают РНК, так что 5 'и 3' концы интрона соединяются. Однако недавно изученные примеры, подобные этому, показывают, что также существуют взаимодействия между концами экзона. В этом конкретном случае эти взаимодействия по определению экзона необходимы, чтобы позволить связывание ядерных факторов сплайсинга до сборки сплайсосом на двух фланкирующих интронах. [38]

Конкуренция репрессор-активатор: ВИЧ-1 tat экзон 2 [ править ]

Альтернативный сплайсинг tat экзона 2 ВИЧ-1

ВИЧ , ретровирус , вызывающий СПИД у людей, продуцирует единственный первичный транскрипт РНК, который альтернативно сплайсируется множеством способов с образованием более 40 различных мРНК. [39] Равновесие между дифференцированно сплайсированными транскриптами обеспечивает множественные мРНК, кодирующие различные продукты, необходимые для размножения вирусов. [40] Один из дифференциально сплайсированных транскриптов содержит tatген, в котором экзон 2 представляет собой экзон кассеты, который может быть пропущен или включен. Включение экзона 2 tat в РНК регулируется конкуренцией между репрессором сплайсинга hnRNP A1 и SR-белком SC35. Внутри экзона 2 последовательность сайленсера экзонного сплайсинга (ESS) и последовательность энхансера экзонного сплайсинга (ESE) перекрываются. Если белок-репрессор A1 связывается с ESS, он инициирует кооперативное связывание множества молекул A1, распространяясь на 5'-донорный сайт перед экзоном 2 и предотвращая связывание основного фактора сплайсинга U2AF35 с полипиримидиновым трактом. Если SC35 связывается с ESE, он предотвращает связывание A1 и поддерживает 5'-донорный сайт в доступном состоянии для сборки сплайсосомы. Конкуренция между активатором и репрессором обеспечивает производство обоих типов мРНК (с экзоном 2 и без него). [39]

Адаптивное значение [ править ]

Альтернативный сплайсинг - одно из нескольких исключений из первоначальной идеи, что одна последовательность ДНК кодирует один полипептид ( гипотеза « Один ген - один фермент» ). Правильнее было бы сейчас сказать: «Один ген - много полипептидов». [41] Внешняя информация необходима для того, чтобы решить, какой полипептид продуцируется с учетом последовательности ДНК и пре-мРНК. Поскольку методы регуляции наследуются, это обеспечивает новые способы воздействия мутаций на экспрессию генов. [7]

Было высказано предположение, что для эукариот альтернативный сплайсинг был очень важным шагом на пути к повышению эффективности, потому что информацию можно хранить гораздо более экономично. Несколько белков могут кодироваться одним геном, вместо того, чтобы требовать для каждого отдельного гена, что позволяет использовать более разнообразный протеом из генома ограниченного размера. [1] Это также обеспечивает эволюционную гибкость. Единичная точечная мутация может приводить к тому, что данный экзон может иногда исключаться или включаться в транскрипт во время сплайсинга, что позволяет производить новую изоформу белка без потери исходного белка. [1] Исследования выявили внутренне неупорядоченные области (см.Внутренне неструктурированные белки ) как обогащенные неконституционными экзонами [42], что позволяет предположить, что изоформы белков могут проявлять функциональное разнообразие из-за изменения функциональных модулей в этих областях. Такое функциональное разнообразие, достигаемое с помощью изоформ, отражается в паттернах их экспрессии и может быть предсказано подходами машинного обучения. [43] [44] Сравнительные исследования показывают, что альтернативный сплайсинг предшествовал многоклеточности в эволюции, и предполагают, что этот механизм мог быть использован для помощи в развитии многоклеточных организмов. [45]

Исследования, основанные на проекте « Геном человека» и другом секвенировании генома, показали, что у человека всего на 30% больше генов, чем у круглого червя Caenorhabditis elegans , и лишь примерно в два раза больше, чем у мухи Drosophila melanogaster . Это открытие привело к предположению, что воспринимаемая большая сложность человека или позвоночных в целом может быть связана с более высокими показателями альтернативного сплайсинга у людей, чем у беспозвоночных. [46] [47] Однако исследование образцов по 100 000 EST от человека, мыши, крысы, коровы, мухи ( D. melanogaster ), червя ( C. elegans ) и растения Arabidopsis thalianaне обнаружили больших различий в частоте альтернативно сплайсированных генов среди людей и других протестированных животных. [48] Другое исследование, однако, предположило, что эти результаты были артефактом различного количества EST, доступных для различных организмов. Когда они сравнили альтернативные частоты сплайсинга в случайных подмножествах генов от каждого организма, авторы пришли к выводу, что у позвоночных действительно более высокий уровень альтернативного сплайсинга, чем у беспозвоночных. [49]

Болезнь [ править ]

Изменения в механизме процессинга РНК могут привести к неправильному сплайсингу нескольких транскриптов, в то время как однонуклеотидные изменения в сайтах сплайсинга или цис-действующих регуляторных сайтах сплайсинга могут привести к различиям в сплайсинге одного гена и, следовательно, в мРНК, полученной из транскрипты мутантного гена. Исследование 2005 г., включающее вероятностный анализ, показало, что более 60% мутаций, вызывающих заболевания человека, влияют на сплайсинг, а не непосредственно на кодирующие последовательности. [50] Более недавнее исследование показывает, что одна треть всех наследственных заболеваний, вероятно, имеет компонент сплайсинга. [22] Независимо от точного процента, существует ряд заболеваний, связанных со сплайсингом. [51] Как описано ниже, ярким примером заболеваний, связанных со сплайсингом, является рак.

Аномально сплайсированные мРНК также обнаруживаются в большом количестве раковых клеток. [5] [6] [8] Комбинированный анализ РНК-Seq и протеомики выявил поразительную дифференциальную экспрессию изоформ сплайсинга ключевых белков в важных путях рака. [52] Не всегда ясно, вносят ли такие аберрантные паттерны сплайсинга вклад в злокачественный рост или являются просто следствием клеточных аномалий, связанных с раком. Было показано, что для определенных типов рака, таких как колоректальный рак и простата, количество ошибок сплайсинга на рак сильно различается между отдельными видами рака, что называется нестабильностью транскриптома . [53] [54]Кроме того, было показано, что нестабильность транскриптома коррелирует со сниженным уровнем экспрессии генов факторов сплайсинга. Мутация Dnmt3a была продемонстрирована содействовать гематологические злокачественные опухолям , и что Dnmt3a -mutated клеточных линии демонстрируют транскрипт нестабильности по сравнению с их изогенным диким типом коллегами. [55]

Фактически, в раковых клетках количество альтернативных вариантов сплайсинга сокращается по сравнению с нормальными, и типы сплайсинга различаются; например, раковые клетки показывают более высокие уровни удержания интронов, чем нормальные клетки, но более низкие уровни пропуска экзонов. [56] Некоторые различия в сплайсинге раковых клеток могут быть связаны с высокой частотой соматических мутаций в генах факторов сплайсинга [8], а некоторые могут быть результатом изменений в фосфорилировании транс-действующих факторов сплайсинга. [7] Другие могут возникать в результате изменения относительного количества производимых факторов сплайсинга; например, было показано, что клетки рака груди имеют повышенные уровни фактора сплайсинга SF2 / ASF . [57]Одно исследование показало, что относительно небольшой процент (383 из более чем 26000) альтернативных вариантов сплайсинга был значительно выше по частоте в опухолевых клетках, чем в нормальных клетках, что позволяет предположить, что существует ограниченный набор генов, которые при неправильном сплайсинге вносят вклад в опухоль. разработка. [58] Однако считается, что вредные эффекты неправильно сплайсированных транскриптов обычно защищены и устраняются с помощью клеточного механизма посттранскрипционного контроля качества, называемого нонсенс-опосредованным распадом мРНК [NMD]. [59]

Одним из примеров конкретного варианта сплайсинга, связанного с раком, является один из генов DNMT человека . Три гена DNMT кодируют ферменты, которые добавляют метильные группы к ДНК, модификация, которая часто имеет регуляторные эффекты. Несколько аномально сплайсированных мРНК DNMT3B обнаружены в опухолях и линиях раковых клеток. В двух отдельных исследованиях экспрессия двух из этих аномально сплайсированных мРНК в клетках млекопитающих вызвала изменения в паттернах метилирования ДНК в этих клетках. Клетки с одной из аномальных мРНК также росли в два раза быстрее, чем контрольные клетки, что указывает на прямой вклад этого продукта в развитие опухоли. [7]

Другой пример - протоонкоген Рона ( MST1R ) . Важным свойством раковых клеток является их способность перемещаться и проникать в нормальные ткани. Было обнаружено, что продукция аномально сплайсированного транскрипта Ron связана с повышенными уровнями SF2 / ASF в клетках рака груди. Аномальная изоформа белка Ron, кодируемая этой мРНК, приводит к подвижности клеток . [57]

Сверхэкспрессия усеченного варианта сплайсинга гена FOSB - ΔFosB - в конкретной популяции нейронов прилежащего ядра была идентифицирована как причинный механизм, участвующий в индукции и поддержании зависимости от наркотиков и естественных наград . [60] [61] [62] [63]

Недавние провокационные исследования указывают на ключевую функцию модификаций структуры хроматина и гистонов в альтернативной регуляции сплайсинга. Эти открытия предполагают, что эпигенетическая регуляция определяет не только то, какие части генома экспрессируются, но также и то, как они сплайсируются. [64]

Полногеномный анализ [ править ]

Полногеномный анализ альтернативного сплайсинга - сложная задача. Обычно альтернативно сплайсированные транскрипты были обнаружены путем сравнения последовательностей EST , но для этого требуется секвенирование очень большого количества EST. Большинство библиотек EST происходят из очень ограниченного числа тканей, поэтому тканеспецифичные варианты сплайсинга, вероятно, будут упущены в любом случае. Однако были разработаны высокопроизводительные подходы к исследованию сплайсинга, такие как: анализ на основе микрочипов ДНК, анализы связывания РНК и глубокое секвенирование . Эти методы можно использовать для скрининга полиморфизмов или мутаций в элементах сплайсинга или вокруг них, которые влияют на связывание с белками. В сочетании с анализами сплайсинга, включая репортерный ген in vivo Затем можно проанализировать функциональные эффекты полиморфизмов или мутаций на сплайсинг пре-мРНК транскриптов. [22] [25] [65]

В анализе микрочипов, массивы фрагментов ДНК , представляющих отдельные экзоны ( например , Affymetrix экзон микрочипов) или экзон / экзон границы ( например , массивы из ExonHit или Дживан были использованы). Затем массив исследуют меченой кДНК из интересующих тканей. КДНК зонда связываются с ДНК из экзонов, которые включены в мРНК в их ткани происхождения, или с ДНК из границы, на которой были соединены два экзона. Это может выявить присутствие конкретных мРНК, подвергнутых альтернативному сплайсингу. [66]

CLIP ( перекрестное связывание и иммунопреципитация ) использует УФ-излучение для связывания белков с молекулами РНК в ткани во время сплайсинга. Затем представляющий интерес транс-действующий регуляторный белок сплайсинга осаждают с использованием специфических антител. Когда РНК, прикрепленная к этому белку, выделяется и клонируется, она выявляет целевые последовательности для этого белка. [4] Другим методом идентификации РНК-связывающих белков и картирования их связывания с пре-мРНК-транскриптами является «Оценка геномных аптамеров на микроматрицах по сдвигу (MEGAshift)». Net [67] Этот метод включает адаптацию «Систематической эволюции лигандов» методом экспоненциального обогащения (SELEX) » [68]вместе со считывающим устройством на основе микрочипа. Использование метода MEGAshift предоставило понимание регуляции альтернативного сплайсинга, позволяя идентифицировать последовательности в транскриптах пре-мРНК, окружающих альтернативно сплайсированные экзоны, которые опосредуют связывание с различными факторами сплайсинга, такими как ASF / SF2 и PTB. [69] Этот подход также использовался для определения взаимосвязи между вторичной структурой РНК и связыванием факторов сплайсинга. [24]

Технологии глубокого секвенирования использовались для проведения полногеномного анализа мРНК - необработанных и обработанных - что позволяет получить представление об альтернативном сплайсинге. Например, результаты использования глубокого секвенирования показывают, что у людей примерно 95% транскриптов мультиэксонных генов подвергаются альтернативному сплайсингу, причем ряд транскриптов пре-мРНК сплайсируются тканеспецифическим образом. [2] Функциональная геномика и вычислительные подходы, основанные на многократном обучении, также были разработаны для интеграции данных РНК-секвенирования для прогнозирования функций для альтернативно соединенных изоформ. [44] Глубокое секвенирование также помогло в обнаружении преходящих лариатов in vivo.которые высвобождаются во время сплайсинга, определения последовательностей сайтов ветвления и крупномасштабного картирования точек ветвления в транскриптах пре-мРНК человека. [70]

Использование репортерных анализов позволяет обнаружить белки сплайсинга, участвующие в конкретном альтернативном событии сплайсинга, путем конструирования репортерных генов, которые будут экспрессировать один из двух различных флуоресцентных белков в зависимости от происходящей реакции сплайсинга. Этот метод был использован для выделения мутантов, влияющих на сплайсинг, и, таким образом, для идентификации новых регуляторных белков сплайсинга, инактивированных в этих мутантах. [4]

Базы данных [ править ]

Есть набор альтернативных баз данных для склейки. [71] [72] [73] Эти базы данных полезны для поиска генов, имеющих пре-мРНК, которые подвергаются альтернативному и альтернативному сплайсингу, или для изучения функционального воздействия альтернативного сплайсинга.

См. Также [ править ]

  • База данных AspicDB
  • Exitron
  • Полиаденилирование § Альтернативное полиаденилирование
  • Трансплайсинг

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c d e f g h i j Black DL (2003). «Механизмы альтернативного сплайсинга пре-мессенджерных РНК» (PDF) . Ежегодный обзор биохимии . 72 (1): 291–336. DOI : 10.1146 / annurev.biochem.72.121801.161720 . PMID  12626338 .
  2. ^ a b c Пан Q, Шай О, Ли LJ, Фрей BJ, Blencowe BJ (декабрь 2008 г.). «Глубокое исследование альтернативной сложности сплайсинга в человеческом транскриптоме с помощью высокопроизводительного секвенирования». Генетика природы . 40 (12): 1413–5. DOI : 10.1038 / ng.259 . PMID 18978789 . S2CID 9228930 .  
  3. ^ a b c d e f g h i j Matlin AJ, Clark F, Smith CW (май 2005 г.). «Понимание альтернативной сварки: в сторону сотового кода». Обзоры природы. Молекулярная клеточная биология . 6 (5): 386–98. DOI : 10.1038 / nrm1645 . PMID 15956978 . S2CID 14883495 .  
  4. ^ a b c Дэвид CJ, Мэнли JL (февраль 2008 г.). «Поиск альтернативных регуляторов сращивания: новые подходы предлагают путь к коду сращивания» . Гены и развитие . 22 (3): 279–85. DOI : 10,1101 / gad.1643108 . PMC 2731647 . PMID 18245441 .  
  5. ^ a b Skotheim RI, Nees M (2007). «Альтернативный сплайсинг при раке: шумный, функциональный или систематический?». Международный журнал биохимии и клеточной биологии . 39 (7–8): 1432–49. DOI : 10.1016 / j.biocel.2007.02.016 . PMID 17416541 . 
  6. ↑ a b He C, Zhou F, Zuo Z, Cheng H, Zhou R (2009). Бауэр JA (ред.). «Глобальный взгляд на специфические для рака варианты транскриптов с помощью субтрактивного анализа всего транскриптома» . PloS One . 4 (3): e4732. Bibcode : 2009PLoSO ... 4.4732H . DOI : 10.1371 / journal.pone.0004732 . PMC 2648985 . PMID 19266097 .  
  7. ^ a b c d Fackenthal JD, Годли Л.А. (2008). «Аберрантный сплайсинг РНК и его функциональные последствия в раковых клетках» (Полный текст) . Модели и механизмы заболеваний . 1 (1): 37–42. DOI : 10,1242 / dmm.000331 . PMC 2561970 . PMID 19048051 .   
  8. ^ a b c d Свин А., Килпинен С., Руусулехто А., Лоте Р. А., Скотейм Р. И. (май 2016 г.). «Аберрантный сплайсинг РНК при раке; изменения экспрессии и драйверные мутации генов факторов сплайсинга». Онкоген . 35 (19): 2413–27. DOI : 10.1038 / onc.2015.318 . PMID 26300000 . S2CID 22943729 .  
  9. ^ Chow LT, Gelinas RE, брокер TR, Робертс RJ (сентябрь 1977). «Удивительное расположение последовательностей на 5'-концах матричной РНК аденовируса 2». Cell . 12 (1): 1–8. DOI : 10.1016 / 0092-8674 (77) 90180-5 . PMID 902310 . S2CID 2099968 .  
  10. ^ Berget С.М., Мур C, Sharp PA (август 1977). «Сплайсированные сегменты на 5'-конце поздней мРНК аденовируса 2» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 74 (8): 3171–5. Bibcode : 1977PNAS ... 74.3171B . DOI : 10.1073 / pnas.74.8.3171 . PMC 431482 . PMID 269380 .  
  11. ^ a b c Лефф С.Е., Розенфельд М.Г., Эванс Р.М. (1986). «Сложные единицы транскрипции: разнообразие экспрессии генов за счет альтернативной обработки РНК». Ежегодный обзор биохимии . 55 (1): 1091–117. DOI : 10.1146 / annurev.bi.55.070186.005303 . PMID 3017190 . 
  12. ^ Chow LT, брокер TR (октябрь 1978). «Сплайсированные структуры сообщения волокна аденовируса 2 и других поздних мРНК». Cell . 15 (2): 497–510. DOI : 10.1016 / 0092-8674 (78) 90019-3 . PMID 719751 . S2CID 44642349 .  
  13. ^ Невинс JR, Дарнелл JE (декабрь 1978 г.). «Этапы процессинга мРНК Ad2: поли (А) + ядерные последовательности консервативны, и добавление поли (А) предшествует сплайсингу». Cell . 15 (4): 1477–93. DOI : 10.1016 / 0092-8674 (78) 90071-5 . PMID 729004 . S2CID 39704416 .  
  14. Перейти ↑ Rosenfeld MG, Amara SG, Roos BA, Ong ES, Evans RM (март 1981). «Измененная экспрессия гена кальцитонина, связанная с полиморфизмом РНК». Природа . 290 (5801): 63–5. Bibcode : 1981Natur.290 ... 63R . DOI : 10.1038 / 290063a0 . PMID 7207587 . S2CID 4318349 .  
  15. ^ Rosenfeld MG, Lin CR, Amara SG, Stolarsky L, Руса BA, Ong ES, Evans RM (март 1982 г.). «Полиморфизм мРНК кальцитонина: переключение пептидов, связанное с альтернативными событиями сплайсинга РНК» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 79 (6): 1717–21. Bibcode : 1982PNAS ... 79.1717R . DOI : 10.1073 / pnas.79.6.1717 . PMC 346051 . PMID 6952224 .  
  16. ^ Маки R, Рёдер Вт, Traunecker А, Сидман С, Wabl М, Рашка Вт, Тонегава S (май 1981 г.). «Роль перестройки ДНК и альтернативного процессинга РНК в экспрессии дельта-генов иммуноглобулинов». Cell . 24 (2): 353–65. DOI : 10.1016 / 0092-8674 (81) 90325-1 . PMID 6786756 . S2CID 13208589 .  
  17. ^ Schmucker D, Клеменс JC, Шу Н, Worby СА, Сяо - J, Muda М., и др. (Июнь 2000 г.). «Drosophila Dscam - это рецептор управления аксоном, демонстрирующий необычайное молекулярное разнообразие». Cell . 101 (6): 671–84. DOI : 10.1016 / S0092-8674 (00) 80878-8 . PMID 10892653 . S2CID 13829976 .  
  18. ^ Вестергрен Якобссон А, Сегерман Б, Валлерман О, Линд С.Б., Чжао Х., Рубин С.Дж. и др. (Ноябрь 2020 г.). «Транскриптом человеческого аденовируса типа 2: удивительная сложность альтернативно сплайсированных мРНК» . Журнал вирусологии . 95 (4). DOI : 10,1128 / JVI.01869-20 . PMC 7851563 . PMID 33239457 .  
  19. ^ a b c d e Саммет М., Фуассак С., Гиго Р. (август 2008 г.). Brent MR (ред.). «Общее определение и номенклатура альтернативных мероприятий по сварке» . PLoS вычислительная биология . 4 (8): e1000147. Bibcode : 2008PLSCB ... 4E0147S . DOI : 10.1371 / journal.pcbi.1000147 . PMC 2467475 . PMID 18688268 .  
  20. ↑ Гао К., Масуда А., Мацуура Т., Оно К. (апрель 2008 г.). «Консенсусная последовательность точки ветвления человека - yUnAy» . Исследования нуклеиновых кислот . 36 (7): 2257–67. DOI : 10.1093 / NAR / gkn073 . PMC 2367711 . PMID 18285363 .  
  21. ^ Кларк D (2005). Молекулярная биология . Амстердам: Elsevier Academic Press. ISBN 978-0-12-175551-5.
  22. ^ a b c Лим К. Х., Феррарис Л., Филлу М. Е., Рафаэль Б. Дж., РГ Фэйрброутер (июль 2011 г.). «Использование позиционного распределения для идентификации элементов сплайсинга и прогнозирования дефектов процессинга пре-мРНК в генах человека» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 108 (27): 11093–8. Bibcode : 2011PNAS..10811093H . DOI : 10.1073 / pnas.1101135108 . PMC 3131313 . PMID 21685335 .  
  23. ^ Warf MB, Берглунд JA (март 2010). «Роль структуры РНК в регуляции сплайсинга пре-мРНК» . Направления биохимических наук . 35 (3): 169–78. DOI : 10.1016 / j.tibs.2009.10.004 . PMC 2834840 . PMID 19959365 .  
  24. ^ a b Рид Д.К., Чанг Б.Л., Гандерсон С.И., Альперт Л., Томпсон В.А., Fairbrother WG (декабрь 2009 г.). «SELEX следующего поколения определяет последовательность и структурные детерминанты связывания фактора сплайсинга в последовательности пре-мРНК человека» . РНК . 15 (12): 2385–97. DOI : 10,1261 / rna.1821809 . PMC 2779669 . PMID 19861426 .  
  25. ^ a b c d Wang Z, Burge CB (май 2008 г.). «Регулирование сварки: от перечня частей регулирующих элементов до интегрированного кода сварки» (Полный текст) . РНК . 14 (5): 802–13. DOI : 10,1261 / rna.876308 . PMC 2327353 . PMID 18369186 .   
  26. ^ а б Бараш Й., Каларко Дж. А., Гао В., Пан К., Ван Х, Шай О и др. (Май 2010 г.). «Расшифровка кода склейки». Природа . 465 (7294): 53–9. Bibcode : 2010Natur.465 ... 53В . DOI : 10,1038 / природа09000 . PMID 20445623 . S2CID 2398858 .  
  27. ↑ Ke S, Zhang XH, Chasin LA (апрель 2008 г.). «Положительный отбор, действующий на мотивы сплайсинга, отражает компенсаторную эволюцию» . Геномные исследования . 18 (4): 533–43. DOI : 10.1101 / gr.070268.107 . PMC 2279241 . PMID 18204002 .  
  28. ^ Fairbrother РГ, Хольст D, Burge CB, Sharp PA (сентябрь 2004). «Проверка экзонных энхансеров сплайсинга на основе однонуклеотидного полиморфизма» . PLoS Биология . 2 (9): E268. DOI : 10.1371 / journal.pbio.0020268 . PMC 514884 . PMID 15340491 .  
  29. ^ Li-Byarlay H (2016). «Функция знаков метилирования ДНК у социальных насекомых» . Границы экологии и эволюции . 4 : 57. DOI : 10,3389 / fevo.2016.00057 .
  30. ^ Ван Y, Li-Byarlay H (январь 2015). «Физиологические и молекулярные механизмы питания медоносных пчел». В Юренке Р (ред.). Успехи физиологии насекомых . 49 . Академическая пресса. С. 25–58. DOI : 10.1016 / bs.aiip.2015.06.002 . ISBN 9780128025864.
  31. ^ Łyko F, Форе S, Кухарски R, S Wolf, Falckenhayn C, Maleszka R (ноябрь 2010). Келлер L (ред.). «Эпигеномы медоносных пчел: дифференциальное метилирование ДНК мозга у маток и рабочих» . PLoS Биология . 8 (11): e1000506. DOI : 10.1371 / journal.pbio.1000506 . PMC 2970541 . PMID 21072239 .  
  32. ^ Flores K, Wolschin F, Corneveaux JJ, Аллен А.Н., Huentelman MJ, Amdam GV (сентябрь 2012). «Общегеномная ассоциация между метилированием ДНК и альтернативным сплайсингом у беспозвоночных» . BMC Genomics . 13 (1): 480. DOI : 10.1186 / 1471-2164-13-480 . PMC 3526459 . PMID 22978521 .  
  33. ^ «Понимание социальных насекомых из генома пчелы Apis mellifera» . Природа . 443 (7114): 931–49. Октябрь 2006 г. Bibcode : 2006Natur.443..931T . DOI : 10,1038 / природа05260 . PMC 2048586 . PMID 17073008 .  
  34. ^ Ли-Бьярлей Х, Ли Й, Страуд Х, Фенг С., Ньюман Т.С., Канеда М. и др. (Июль 2013). «Нокдаун РНК-интерференции ДНК-метилтрансферазы 3 влияет на альтернативный сплайсинг генов у медоносной пчелы» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 110 (31): 12750–5. Bibcode : 2013PNAS..11012750L . DOI : 10.1073 / pnas.1310735110 . PMC 3732956 . PMID 23852726 .  
  35. ^ a b Линч К.В., Маниатис Т (август 1996 г.). «Сборка специфических белковых комплексов SR на различных регуляторных элементах энхансера двойного сплайсинга Drosophila» . Гены и развитие . 10 (16): 2089–101. DOI : 10,1101 / gad.10.16.2089 . PMID 8769651 . 
  36. ^ Graveley BR, Хертел KJ, Maniatis Т (июнь 2001). «Роль U2AF35 и U2AF65 в энхансер-зависимом сплайсинге» . РНК . 7 (6): 806–18. DOI : 10.1017 / S1355838201010317 . PMC 1370132 . PMID 11421359 .  
  37. ^ Филипович E, Adegboyega P, Sanchez RL, Gatalica Z (февраль 2002). «Экспрессия CD95 (Fas) в коже человека и кожных карциномах, подвергшихся воздействию солнца» . Рак . 94 (3): 814–9. DOI : 10.1002 / cncr.10277 . PMID 11857317 . S2CID 23772719 .  
  38. ^ а б Искьердо Дж. М., Майос Н., Боннал С., Мартинес С., Кастело Р., Гиго Р. и др. (Август 2005 г.). «Регулирование альтернативного сплайсинга Fas за счет антагонистических эффектов TIA-1 и PTB на определение экзона». Молекулярная клетка . 19 (4): 475–84. DOI : 10.1016 / j.molcel.2005.06.015 . PMID 16109372 . 
  39. ^ a b Zahler AM, Damgaard CK, Kjems J, Caputi M (март 2004 г.). «SC35 и гетерогенные ядерные рибонуклеопротеиновые белки A / B связываются с соседним экзонным усилителем сплайсинга / экзонным элементом сайленсера сплайсинга, чтобы регулировать сплайсинг tat экзона 2 ВИЧ-1» . Журнал биологической химии . 279 (11): 10077–84. DOI : 10.1074 / jbc.M312743200 . PMID 14703516 . 
  40. ^ Jacquenet S, Méreau А, Bilodeau П.С., Дамье л, Штольцфус СМ, Branlant С (ноябрь 2001 года). «Глушитель сплайсинга второго экзона внутри вируса иммунодефицита человека типа 1 tat экзон 2 репрессирует сплайсинг мРНК Tat и связывает белок hnRNP H» . Журнал биологической химии . 276 (44): 40464–75. DOI : 10.1074 / jbc.M104070200 . PMID 11526107 . 
  41. ^ "Бюллетень HHMI сентябрь 2005: Альтернативное сращивание" . www.hhmi.org. Архивировано из оригинала на 2009-06-22 . Проверено 26 мая 2009 .
  42. ^ Romero PR, Zaidi S, Fang YY, Uversky VN, Radivojac P, Oldfield CJ и др. (Май 2006 г.). «Альтернативный сплайсинг в сочетании с внутренним нарушением белка позволяет увеличить функциональное разнообразие многоклеточных организмов» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 103 (22): 8390–5. Bibcode : 2006PNAS..103.8390R . DOI : 10.1073 / pnas.0507916103 . PMC 1482503 . PMID 16717195 .  
  43. ↑ Li HD, Menon R, Omenn GS, Guan Y (август 2014 г.). «Наступающая эра интеграции геномных данных для анализа функции изоформ сплайсинга» . Тенденции в генетике . 30 (8): 340–7. DOI : 10.1016 / j.tig.2014.05.005 . PMC 4112133 . PMID 24951248 .  
  44. ^ a b Экси Р., Ли HD, Менон Р., Вэнь Й., Оменн Г.С., Кретцлер М., Гуань Й. (ноябрь 2013 г.). «Систематическая дифференциация функций для альтернативно сплайсированных изоформ посредством интеграции данных РНК-seq» . PLoS вычислительная биология . 9 (11): e1003314. Bibcode : 2013PLSCB ... 9E3314E . DOI : 10.1371 / journal.pcbi.1003314 . PMC 3820534 . PMID 24244129 .  
  45. ^ Irimia МЫ, Rukov JL, Penny D, Рой SW (октябрь 2007). «Функциональный и эволюционный анализ альтернативно сплайсированных генов согласуется с ранним эукариотическим происхождением альтернативного сплайсинга» . BMC Evolutionary Biology . 7 : 188. DOI : 10.1186 / 1471-2148-7-188 . PMC 2082043 . PMID 17916237 .  
  46. ↑ Юинг Б., Грин П. (июнь 2000 г.). «Анализ экспрессируемых тегов последовательностей указывает на 35 000 генов человека». Генетика природы . 25 (2): 232–4. DOI : 10.1038 / 76115 . PMID 10835644 . S2CID 19165121 .  
  47. ^ Roest Crollius H, Jaillon O, Bernot A, Dasilva C, Bouneau L, Fischer C и др. (Июнь 2000 г.). «Оценка количества генов человека, полученная с помощью анализа всего генома с использованием последовательности ДНК Tetraodon nigroviridis». Генетика природы . 25 (2): 235–8. DOI : 10.1038 / 76118 . PMID 10835645 . S2CID 44052050 .  
  48. ↑ Brett D, Pospisil H, Valcárcel J, Reich J, Bork P (январь 2002 г.). «Альтернативный сплайсинг и сложность генома». Генетика природы . 30 (1): 29–30. DOI : 10.1038 / ng803 . PMID 11743582 . S2CID 2724843 .  
  49. Перейти ↑ Kim E, Magen A, Ast G (2006). «Различные уровни альтернативного сплайсинга среди эукариот» . Исследования нуклеиновых кислот . 35 (1): 125–31. DOI : 10.1093 / NAR / gkl924 . PMC 1802581 . PMID 17158149 .  
  50. ^ Лопеса-Бигас Н, аудит В, Ouzounis С, G Парра, Гиго R (март 2005 г.). «Являются ли сплайсинговые мутации наиболее частой причиной наследственных заболеваний?» . Письма FEBS . 579 (9): 1900–3. DOI : 10.1016 / j.febslet.2005.02.047 . PMID 15792793 . S2CID 30174458 .  
  51. ↑ Ward AJ, Cooper TA (январь 2010 г.). «Патобиология сращивания» . Журнал патологии . 220 (2): 152–63. DOI : 10.1002 / path.2649 . PMC 2855871 . PMID 19918805 .  
  52. ^ Omenn GS, Гуань Y, Менон R (июль 2014). «Новый класс белков-кандидатов в биомаркеры рака: дифференциально экспрессируемые варианты сплайсинга ERBB2 (HER2 / neu) и ERBB1 (EGFR) в клеточных линиях рака груди» . Журнал протеомики . 107 : 103–12. DOI : 10.1016 / j.jprot.2014.04.012 . PMC 4123867 . PMID 24802673 .  
  53. ^ Свеен А, Йоханнессен В, Тейшейра МР, Лоте Р.А., Skotheim Р.И. (август 2014). «Нестабильность транскриптома как молекулярный пан-рак, характерный для карцином» . BMC Genomics . 15 : 672. DOI : 10.1186 / 1471-2164-15-672 . PMC 3219073 . PMID 25109687 .  
  54. ^ Свеен A, Agesen TH, Nesbakken A, Rognum TO, Lothe RA, Skotheim RI (май 2011). «Нестабильность транскриптома при колоректальном раке, идентифицированная анализом микрочипов экзонов: ассоциации с уровнями экспрессии факторов сплайсинга и выживаемостью пациентов» . Геномная медицина . 3 (5): 32. DOI : 10,1186 / gm248 . PMC 4137096 . PMID 21619627 .  
  55. ^ Banaszak Л.Г., Giudice В, Чжао Х, У Z, Гао S, Хосокава К, и др. (Март 2018 г.). «Аномальный сплайсинг РНК и геномная нестабильность после индукции мутаций DNMT3A путем редактирования гена CRISPR / Cas9» . Клетки крови, молекулы и болезни . 69 : 10–22. DOI : 10.1016 / j.bcmd.2017.12.002 . PMC 6728079 . PMID 29324392 .  
  56. Перейти ↑ Kim E, Goren A, Ast G (январь 2008 г.). «Понимание связи между раком и альтернативным сращиванием». Тенденции в генетике . 24 (1): 7–10. DOI : 10.1016 / j.tig.2007.10.001 . PMID 18054115 . 
  57. ^ а б Гинья С., Джордано С., Шен Х, Бенвенуто Ф., Кастильони Ф., Комольо П. М. и др. (Декабрь 2005 г.). «Подвижность клеток контролируется SF2 / ASF посредством альтернативного сплайсинга протоонкогена Рона». Молекулярная клетка . 20 (6): 881–90. DOI : 10.1016 / j.molcel.2005.10.026 . PMID 16364913 . 
  58. ↑ Hui L, Zhang X, Wu X, Lin Z, Wang Q, Li Y, Hu G (апрель 2004 г.). «Идентификация альтернативно сплайсированных вариантов мРНК, связанных с раком, путем выравнивания EST по всему геному» . Онкоген . 23 (17): 3013–23. DOI : 10.1038 / sj.onc.1207362 . PMID 15048092 . 
  59. ^ Danckwardt S, Neu-Yilik G, Thermann R, Frede U, Hentze MW, Kulozik AE (март 2002). «Аномально сплайсированные мРНК бета-глобина: единичная точечная мутация генерирует транскрипты, чувствительные и нечувствительные к нонсенс-опосредованному распаду мРНК» . Кровь . 99 (5): 1811–6. DOI : 10.1182 / blood.V99.5.1811 . PMID 11861299 . S2CID 17128174 .  
  60. ^ Нестлер EJ (декабрь 2013 года). «Клеточная основа памяти при зависимости» . Диалоги в клинической неврологии . 15 (4): 431–43. DOI : 10.31887 / DCNS.2013.15.4 / enestler . PMC 3898681 . PMID 24459410 .  НЕСМОТРЯ НА ВАЖНОСТЬ МНОГОЧИСЛЕННЫХ ПСИХОСОЦИАЛЬНЫХ ФАКТОРОВ, В СВОЕЙ ОСНОВНОЙ ЦЕЛЕ НАРКОЗАВИСИМОСТЬ ВКЛЮЧАЕТ БИОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС: способность многократного воздействия наркотика, вызываемого злоупотреблением, вызывать изменения в уязвимом мозге, которые вызывают компульсивный поиск и прием наркотиков, а также потерю контроля над употреблением наркотиков, которые определяют состояние зависимости. ... Большое количество литературы продемонстрировало, что такая индукция ΔFosB в нейронах NAc D1-типа увеличивает чувствительность животного к лекарству, а также увеличивает естественное вознаграждение и способствует самостоятельному введению лекарства, предположительно посредством процесса положительного подкрепления.
  61. ^ Сборки JK (ноябрь 2014). «Молекулярная нейробиология зависимости: что такое (Δ) FosB?». Американский журнал злоупотребления наркотиками и алкоголем . 40 (6): 428–37. DOI : 10.3109 / 00952990.2014.933840 . PMID 25083822 . S2CID 19157711 .  ΔFosB является важным фактором транскрипции, участвующим в молекулярных и поведенческих механизмах привыкания после многократного воздействия наркотиков. Образование ΔFosB во многих областях мозга и молекулярный путь, ведущий к образованию комплексов АР-1, хорошо изучены. Установление функционального назначения ΔFosB позволило дополнительно определить некоторые ключевые аспекты его молекулярных каскадов, включая такие эффекторы, как GluR2 (87,88), Cdk5 (93) и NFkB (100). Более того, многие из этих выявленных молекулярных изменений теперь напрямую связаны со структурными, физиологическими и поведенческими изменениями, наблюдаемыми после хронического воздействия лекарств (60,95,97,102). Новые горизонты исследований молекулярной роли ΔFosB открыли эпигенетические исследования,а недавние достижения продемонстрировали роль ΔFosB, действующего на ДНК и гистоны, действительно как «молекулярный переключатель» (34). Благодаря нашему более глубокому пониманию ΔFosB при зависимости, появилась возможность оценивать вызывающий привыкание потенциал текущих лекарств (119), а также использовать его в качестве биомаркера для оценки эффективности терапевтических вмешательств (121, 122, 124). Некоторые из этих предложенных вмешательств имеют ограничения (125) или находятся в зачаточном состоянии (75). Однако есть надежда, что некоторые из этих предварительных результатов могут привести к инновационным методам лечения, которые так необходимы при зависимости.а также использовать его в качестве биомаркера для оценки эффективности терапевтических вмешательств (121, 122, 124). Некоторые из этих предложенных вмешательств имеют ограничения (125) или находятся в зачаточном состоянии (75). Однако есть надежда, что некоторые из этих предварительных результатов могут привести к инновационным методам лечения, которые так необходимы при зависимости.а также использовать его в качестве биомаркера для оценки эффективности терапевтических вмешательств (121, 122, 124). Некоторые из этих предложенных вмешательств имеют ограничения (125) или находятся в зачаточном состоянии (75). Однако есть надежда, что некоторые из этих предварительных результатов могут привести к инновационным методам лечения, которые так необходимы при зависимости.
  62. ^ Bilinski Р, Войтыла А, Kapka-Skrzypczak л, Chwedorowicz R, Cyranka М, Studzinski Т (2012). «Эпигенетическая регуляция при наркозависимости». Анналы сельскохозяйственной и экологической медицины . 19 (3): 491–6. PMID 23020045 . По этим причинам ΔFosB считается первичным и причинным фактором транскрипции в создании новых нейронных связей в центре вознаграждения, префронтальной коре и других регионах лимбической системы. Это отражается в повышенном, стабильном и продолжительном уровне чувствительности к кокаину и другим наркотикам, а также в тенденции к рецидивам даже после длительных периодов воздержания. Эти недавно построенные сети очень эффективно функционируют новыми путями, как только наркотики злоупотребляют. 
  63. ^ Olsen CM (декабрь 2011 г.). «Естественные награды, нейропластичность и немедикаментозные зависимости» . Нейрофармакология . 61 (7): 1109–22. DOI : 10.1016 / j.neuropharm.2011.03.010 . PMC 3139704 . PMID 21459101 .  
  64. ^ Луко РФ, алло М, Шор И.Е., Kornblihtt А.Р., Misteli Т (январь 2011). «Эпигенетика в альтернативном сплайсинге пре-мРНК» . Cell . 144 (1): 16–26. DOI : 10.1016 / j.cell.2010.11.056 . PMC 3038581 . PMID 21215366 .  
  65. ^ Fairbrother РГ, Yeh РФ, Sharp PA, Burge CB (август 2002). «Прогнозирующая идентификация экзонных энхансеров сплайсинга в генах человека». Наука . 297 (5583): 1007–13. Bibcode : 2002Sci ... 297.1007F . DOI : 10.1126 / science.1073774 . PMID 12114529 . S2CID 8689111 .  
  66. ^ Пан Q, Шай О, Мискитта С., Чжан В., Зальцман А.Л., Мохаммад Н. и др. (Декабрь 2004 г.). «Выявление глобальных регуляторных особенностей альтернативного сплайсинга млекопитающих с использованием платформы количественного микрочипа». Молекулярная клетка . 16 (6): 929–41. DOI : 10.1016 / j.molcel.2004.12.004 . PMID 15610736 . 
  67. ^ Watkins KH, Стюарт A, Fairbrother W (декабрь 2009). «Быстрый и высокопроизводительный метод картирования рибонуклеопротеинов (РНП) на пре-мРНК человека» . Журнал визуализированных экспериментов . 34 (34): 1622. DOI : 10,3791 / тысяча шестьсот двадцать два . PMC 3152247 . PMID 19956082 .  
  68. ^ Тюрк C, Gold L (август 1990). «Систематическая эволюция лигандов путем экспоненциального обогащения: лиганды РНК к ДНК-полимеразе бактериофага Т4». Наука . 249 (4968): 505–10. Bibcode : 1990Sci ... 249..505T . DOI : 10.1126 / science.2200121 . PMID 2200121 . 
  69. Перейти ↑ Chang B, Levin J, Thompson WA, Fairbrother WG (март 2010). «Высокопроизводительный анализ связывания определяет специфичность связывания ASF / SF2 с альтернативно сплайсированными человеческими пре-мРНК» . Комбинаторная химия и высокопроизводительный скрининг . 13 (3): 242–52. DOI : 10.2174 / 138620710790980522 . PMC 3427726 . PMID 20015017 .  
  70. ↑ Taggart AJ, DeSimone AM, Shih JS, Filloux ME, Fairbrother WG (июнь 2012 г.). «Крупномасштабное картирование точек ветвления в транскриптах пре-мРНК человека in vivo» . Структурная и молекулярная биология природы . 19 (7): 719–21. DOI : 10.1038 / nsmb.2327 . PMC 3465671 . PMID 22705790 .  
  71. ^ Tapial J, Ha KC, Sterne-Weiler T, Gohr A, Braunschweig U, Hermoso-Pulido A и др. (Октябрь 2017 г.). «Атлас альтернативных профилей сплайсинга и функциональных ассоциаций раскрывает новые регуляторные программы и гены, которые одновременно экспрессируют несколько основных изоформ» . Геномные исследования . 27 (10): 1759–1768. DOI : 10.1101 / gr.220962.117 . PMC 5630039 . PMID 28855263 .  
  72. ^ Louadi Z, Юань К, Гресс А, Цоя О, Калинина О.В., Баумбах Дж, и др. (Январь 2021 г.). «DIGGER: изучение функциональной роли альтернативного сплайсинга во взаимодействии белков» . Исследования нуклеиновых кислот . 49 (D1): D309 – D318. DOI : 10.1093 / NAR / gkaa768 . PMID 32976589 . 
  73. ^ Родригес Дж. М., Майетта П., Эзкурдиа I, Пьетрелли А., Весселинк Дж. Дж., Лопес Г. и др. (Январь 2013). «APPRIS: аннотация основных и альтернативных изоформ сплайсинга» . Исследования нуклеиновых кислот . 41 (Проблема с базой данных): D110-7. DOI : 10.1093 / NAR / gks1058 . PMC 3531113 . PMID 23161672 .  

Внешние ссылки [ править ]

  • Общее определение и номенклатура альтернативных мероприятий по сварке в SciVee
  • AStalavista (инструмент визуализации ландшафта альтернативного сращивания), метод исчерпывающей вычислительной классификации альтернативных сращивающих структур
  • IsoPred: вычисленные функции изоформы
  • Stamms-lab.net: Исследовательская группа, занимающаяся вопросами альтернативного сплайсинга и неправильного сплайсинга при заболеваниях человека
  • Альтернативное сращивание ионных каналов в головном мозге, связанное с психическими и неврологическими заболеваниями
  • BIPASS: веб-сервисы в альтернативном соединении