Экзонный сплайсинговый глушитель

Экзонный сайленсер сплайсинга (ESS) представляет собой короткий участок (обычно 4–18 нуклеотидов). ^{[ 1 ]} экзона цис и является -регуляторным элементом . Было показано, что набор из 103 гексануклеотидов, известный как FAS-hex3, широко распространен в регионах ESS. ^{[ 2 ]} ESS ингибируют или подавляют сплайсинг пре-мРНК и способствуют конститутивному и альтернативному сплайсингу . Чтобы вызвать эффект молчания, ESS рекрутируют белки, которые будут негативно влиять на основной механизм сплайсинга. ^{[ 1 ]}

Механизм действия

Сайленсеры экзонного сплайсинга действуют, ингибируя сплайсинг цепей пре-мРНК или способствуя пропуску экзонов. одноцепочечных молекул пре-мРНК необходимо сплайсинг интронных Для трансляции и экзонных областей. ESS заставляют замолчать соседние с ними сайты сплайсинга, мешая компонентам основного комплекса сплайсинга, таким как snRNP , U1 и U2 . ^{[ 3 ]} Это приводит к тому, что белки, отрицательно влияющие на сплайсинг, привлекаются к механизму сплайсинга.

ESS выполняют четыре основные роли: ^{[ 2 ]}

ингибирование включения экзона
ингибирование удержания интронов
регулирование использования альтернативного 5'-сайта сплайсинга
регулирование использования альтернативного 3'-сайта сплайсинга

Роль в генетических заболеваниях

Миотоническая дистрофия

Миотоническая дистрофия (МД) наиболее заметно вызвана наследованием нестабильной экспансии триплета CTG в DMPK гене . У здоровых генотипов существуют две изоформы транскрипта мРНК инсулинового рецептора. Изоформа IR-A лишена экзона 11 и повсеместно экспрессируется в клетках. Изоформа IR-B содержит экзон 11 и экспрессируется в клетках печени, мышц, почек и адипоцитах. У людей с БД IR-A в скелетных мышцах повышена активность в больших количествах, что приводит к фенотипу заболевания. ^{[ 4 ]}

Нуклеотидная последовательность ESS существует в интроне 10 и, как полагают, зависит от триплетного повтора CUG, чтобы заглушить сплайсинг экзона 11. Замалчивание сплайсинга экзона 11 приводит к усилению транскрипции изоформы IR-A . ^{[ 4 ]}

Муковисцидоз

Мутации в гене CFTR ответственны за возникновение муковисцидоза . Особая мутация происходит в пре-мРНК CFTR и приводит к исключению экзона 9, мРНК, лишенная этого экзона, сворачивает усеченный белок (белок, укороченный в результате мутации). ^{[ 4 ]}

Исключение экзона 9 опосредовано полиморфным локусом с вариабельными повторами ТГ и участками Т-нуклеотидов – это сокращенно обозначается как (TG)mT(n). Этот локус является экзонным сайленсером сплайсинга и расположен выше сайта сплайсинга экзона 9 (сайт 3c). Замалчивание связано с большим количеством повторов TG и уменьшением длины повторов T (T-тракты). Показано, что сочетание обоих этих факторов увеличивает уровень пропуска экзонов. ^{[ 4 ]}

Белок TDP-43 отвечает за физическое замалчивание сайта сплайсинга экзона, как только он рекрутируется экзонным сайленсером сплайсинга (TG)mT(n). TDP-43 представляет собой ДНК-связывающий белок и репрессор. Он связывается с повтором TG, вызывая пропуск экзона 9. Роль Т-трактов недостаточно изучена. ^{[ 4 ]}

Спинальная мышечная атрофия

Спинальная мышечная атрофия вызвана гомозиготной потерей гена SMN1 . У людей есть две изоформы гена SMN (моторных нейронов выживания): SMN1 и SMN2 . Ген SMN1 производит полный транскрипт, тогда как SMN2 производит транскрипт без экзона 7, что приводит к усеченному белку. ^{[ 4 ]}

ESS, которая способствует фенотипу заболевания, представляет собой нуклеотидную последовательность UAGACA. Эта последовательность возникает, когда мутация C-to-T происходит в положении +6 в экзоне 7 гена SMN2 . Эта мутация точки перехода приводит к исключению экзона 7 из транскрипта мРНК; это также единственное различие между генами SMN2 и SMN1 . ^{[ 4 ]}

Считается, что UAGACA ESS действует путем разрушения экзонного энхансера сплайсинга и привлечения белков, которые ингибируют сплайсинг, путем связывания последовательностей на экзоне 7. ^{[ 4 ]}

Атаксия телеангиэктазия

Мутации в гене ATM ответственны за атаксию-телеангиэктазию . Эти мутации обычно представляют собой замены , делеции или микровставки одной пары оснований. Делеция 4 нуклеотидов в интроне 20 гена ATM разрушает экзонный сайленсер сплайсинга и вызывает включение 65-нуклеотидного загадочного экзона в зрелый транскрипт. Включение загадочного экзона приводит к усечению белка и атипичным паттернам сплайсинга. ^{[ 4 ]}

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б Горен, Амир; Рам, Орен; Амит, Мааян; Керен, Хадас; Лев-Маор, Галит; Виг, Ида; Пупко, Таль; Аст, Гил (23 июня 2006 г.). «Сравнительный анализ идентифицирует регуляторные последовательности экзонного сплайсинга — комплексное определение энхансеров и глушителей» . Молекулярная клетка . 22 (6): 769–81. doi : 10.1016/j.molcel.2006.05.008 . ПМИД 16793546 .
^ Jump up to: ^а ^б Ван, Цзефэн; Сяо, Синьшу; Ван Ностранд, Эрик; Бердж, Кристофер Б. (7 июля 2006 г.). «Общие и специфические функции экзонных глушителей сплайсинга в контроле сплайсинга» . Молекулярная клетка . 23 (1): 61–70. doi : 10.1016/j.molcel.2006.05.018 . ISSN 1097-2765 . ПМК 1839040 . ПМИД 16797197 .
^ Соуза, Хорхе Э.С. де; Рамальо, Родриго Ф.; Галанте, Педро А.Ф.; Мейер, Диого; Соуза, Сандро Х. де (1 июля 2011 г.). «Альтернативный сплайсинг и генетическое разнообразие: сайленсеры чаще модифицируются SNV, связанными с альтернативными границами экзонов и интронов» . Исследования нуклеиновых кислот . 39 (12): 4942–4948. дои : 10.1093/nar/gkr081 . ISSN 0305-1048 . ПМК 3130264 . ПМИД 21398627 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час ^я Поццоли, У.; Сирони, М. (18 мая 2005 г.). «Сайленсеры регулируют как конститутивные, так и альтернативные события сплайсинга у млекопитающих» . Клеточные и молекулярные науки о жизни . 62 (14): 1579–1604. дои : 10.1007/s00018-005-5030-6 . ISSN 1420-682X . ПМЦ 11139151 . ПМИД 15905961 .

[:0-1] Jump up to: ^а ^б Горен, Амир; Рам, Орен; Амит, Мааян; Керен, Хадас; Лев-Маор, Галит; Виг, Ида; Пупко, Таль; Аст, Гил (23 июня 2006 г.). «Сравнительный анализ идентифицирует регуляторные последовательности экзонного сплайсинга — комплексное определение энхансеров и глушителей» . Молекулярная клетка . 22 (6): 769–81. doi : 10.1016/j.molcel.2006.05.008 . ПМИД 16793546 .

[:3-2] Jump up to: ^а ^б Ван, Цзефэн; Сяо, Синьшу; Ван Ностранд, Эрик; Бердж, Кристофер Б. (7 июля 2006 г.). «Общие и специфические функции экзонных глушителей сплайсинга в контроле сплайсинга» . Молекулярная клетка . 23 (1): 61–70. doi : 10.1016/j.molcel.2006.05.018 . ISSN 1097-2765 . ПМК 1839040 . ПМИД 16797197 .

[:1-3] Соуза, Хорхе Э.С. де; Рамальо, Родриго Ф.; Галанте, Педро А.Ф.; Мейер, Диого; Соуза, Сандро Х. де (1 июля 2011 г.). «Альтернативный сплайсинг и генетическое разнообразие: сайленсеры чаще модифицируются SNV, связанными с альтернативными границами экзонов и интронов» . Исследования нуклеиновых кислот . 39 (12): 4942–4948. дои : 10.1093/nar/gkr081 . ISSN 0305-1048 . ПМК 3130264 . ПМИД 21398627 .

[:4-4] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час ^я Поццоли, У.; Сирони, М. (18 мая 2005 г.). «Сайленсеры регулируют как конститутивные, так и альтернативные события сплайсинга у млекопитающих» . Клеточные и молекулярные науки о жизни . 62 (14): 1579–1604. дои : 10.1007/s00018-005-5030-6 . ISSN 1420-682X . ПМЦ 11139151 . ПМИД 15905961 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]