mRNA选择性剪接的分子机制

真核细胞mRNA前体经过剪接成为成熟的mRNA,而mRNA前体的选择性剪接极大地增加了蛋白质的多样性和基因表达的复杂程度,剪接位点的识别可以以跨越内含子的机制(内含子限定)或跨越外显子的机制(外显子限定)进行。选择性剪接有多种剪接形式：选择不同的剪接位点,选择不同的剪接末端,外显子的不同组合及内含子的剪接与否等。选择性剪接过程受到许多顺式元件和反式因子的调控,并与基本剪接过程紧密联系,剪接体中的一些剪接因子也参与了对选择性剪接的调控。选择性剪接也是1个伴随转录发生的过程,不同的启动子可调控产生不同的剪接产物。mRNA的选择性剪接机制多种多样,已发现RNA编辑和反式剪接也可参与选择性剪接过程。     

RHD mRNA替代剪接区域研究

目的2007年国内报道一例弱D型个体存在第4—9外显子选择性剪接的转录子,我们探讨正常Rh（D）阳性个体的RHD基因mRNA的选择性剪接区域。方法随机选择3名Rh（D）阳性个体,从新鲜全血中提取总RNA,通过特异性引物,采用“一步法”逆转录-PCR（1iT—PCR）,扩增RHDmRNA第1～7外显子区域,以及第6-10外显子区域,然后cDNA琼脂糖凝胶电泳和成像分析。结果未发现第1～7外显子区域存在mRNA的选择性剪接条带,仅存在由特异性引物所扩增的第1—7外显子全长的序列条带;而第6～10外显子区域观察到5种替代剪切条带,序列分析显示分别为无缺失片段,以及完整缺失第7、第9、第7和9、第7—9外显子5种RHD转录子。结论正常Rh（D）抗原阳性个体的RHD基因mRNA的选择性剪接仅存在于第7～9外显子区域。     

水稻NBS-LRR基因选择性剪接的全基因组检测及分析

选择性剪接是促进基因组复杂性和蛋白质组多样性的一种主要机制,但是对水稻NBS-LRR序列选择性剪接的全基因组分析却未见报道。通过隐马尔柯夫模型搜索,从TIGR数据库里得到了855条编码NBS-LRR基序的序列。利用这些序列在KOME、TIGR基因索引及UniProt三个数据库中进行同源搜索,获得同源的完整cDNA序列、假设一致性序列和蛋白质序列。再利用Spidey和SIM4程序把完整cDNA序列和假设一致性序列联配到相应的BAC序列上来预测选择性剪接。蛋白质序列和基因组序列之间的联配使用tBLASTn。在这875个NBS-LRR基因中,119个基因具有选择性剪接现象,其中包括71内含子保留,20个外显子跳跃,25个选择性起始,16个选择性终止,12个5′端的选择性剪接和16个3′端选择性剪接。大多数选择性剪接都为两个和多个转录本所支持。可以通过访问http://www.bioinfor.org查询这些数据。进而通过生物信息学分析剪接边界发现外显子跳跃和内含子保留的‘GT…AG’的规则不如组成型的保守。这暗示了它们是通过不同的调控机制来指导剪接变构体的形成。通过分析内含子保留对蛋白质的影响,发现选择性剪接的蛋白更倾向于改变其C端氨基酸序列。最后对选择性剪接的组织分布和蛋白质定位进行分析,结果表明选择性剪接的最大类的组织分布是根和愈伤组织。超过1/3剪接变构体的蛋白质定位是质膜和细胞质。这些选择性剪接蛋白可能在抗病信号转导中起到重要作用。     

植物基因选择性剪接: 断舍离合, 达权知变

选择性剪接是基因转录后的mRNA通过不同的剪接方式产生多样性成熟转录本的过程, 是真核生物细胞中一种重要的转录后调控方式。植物基因也常通过这种断舍离合的方式产生一专多能的转录本, 达到调节多种生命活动的目的。相较于动物, 植物中该领域的研究起步较晚, 但近年来也取得了长足的进步。该文综述了植物基因选择性剪接的生物学意义、剪接方式和机制、研究方法以及在生长发育与环境胁迫适应性调节中的作用, 并展望了未来的研究方向。     

小鼠Mater基因选择性剪接变异体的鉴定和分析

位于小鼠第7号常染色体的Mater(Maternal antigen that embryos require)编码一个卵母细胞特异的自身抗原,与小鼠自免疫性卵巢退化疾病密切相关。在发现Mater基因存在选择性前切现象的基础上,通过RT．PCR技术,在3个近交品系小鼠(CBA／J、SWR／J、B6)中发现并初步验证了Mater基因mRNA的4种选择性剪接变异体,分别命名为B、E、F、G型。其中B型与以前报道的一致,具有Mater mRNA的全部外显子,E、F、G为新发现的剪接变异体,其选择性剪接位点都位于阅读框内。E变异体缺失了外显子6,F变异体保留了部分内含子8并且缺失了外显子10,G变异体缺失了部分外显子14,它们所有的内含子与外显子结合处的DNA序列都遵循“GT-AG”剪接规则。B、E、F在B6、CBA／J和SWR／J小鼠品系中均存在,G仅存在于SWR／J。根据新发现的3种剪接变异体的cDNA序列推导出对应的预期蛋白异形体的氨基酸序列,并对这些蛋白产物的可能功能进行预测。     

鉴定9个新的RHD基因mRNA可变剪接体

为了研究各种RHD基因mRNA可变剪接体的基因结构, 应用逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)检测正常人脐血样本RHD mRNA, 对RHD cDNA进行TA克隆和序列分析, 对各可变剪接体的剪接位点进行DNA序列分析, 并将RHD mRNA进行表达序列标签(ESTs)分析。结果在28个阳性克隆中, 除全长RHD cDNA外, 共检测到12种(包括9种新的)RHD可变剪接体, 发现外显子遗漏、5′和3′剪接位点变异3种剪接形式, 涉及外显子2~9, 其中6种新的剪接体同时存在RHD和RHCE基因同源杂交现象。ESTs分析还检索到内含子保留形式的剪接体。研究表明, RHD基因mRNA存在复杂的可变剪接机制, 除已报道的剪接体外, 检测到9种新的RHD可变剪接体, 并发现了可变剪接和同源杂交并存现象。     

哺乳动物EJC的研究进展

真核生物mRNA出核转运和mRNA前体剪、mRNA降解等基因表达步骤相偶联,研究介导mRNA出核转运相关蛋白时发现蛋白复合物同时在基因转录、mRNA前体剪接,出转运及其下游步骤中出现,mRNA剪接时遗留下来的外显子－外显子连接点可作为顺式作用元件通过蛋白复合物在NMD中发挥功能,降解含有提前出现终止密码子的mRNA,本文以分离剪接后mRNA复合物（主要是EJC）各组成成分及功能进行综述。     

Pre-mRNA选择性剪接的调控及选择性剪接数据库

Pre-mRNA选择性剪接是真核生物转录组和蛋白质组多样性的主要来源,也是细胞分化、发育等过程中重要的基因表达调控方式。约95%的人类多外显子基因存在RNA选择性剪接|很多人类基因疾病的发生与RNA剪接错误相关。随着共转录现象的发现,RNA选择性剪接调控机制研究也取得了很大进展。本文分别从序列层面和核小体定位、组蛋白修饰、DNA甲基化及非编码RNA等表观遗传层面,系统地阐述了RNA选择性剪接的调控机制。为便于搜索,本文介绍了近10年来RNA选择性剪接相关的数据库。     

拟南芥SDIR1基因转录的选择性剪接

采用PCR及RT-PCR法分别克隆了拟南芥SDIR1基因的DNA和cDNA序列。根据序列比对分析结果,发现了3种不同的转录本,提示SDIR1基因的转录中存在选择性剪接。3种转录本的长度分别为822bp、691bp和666bp,依次命名为：SDIR1-822、SDIR1-691、SDIR1-666。与SDIR1基因的DNA序列及已报道的SDIR1cDNA序列比较,除转录本SDIR1-822包含了完整的编码序列外,其余2种转录本的编码序列都存在不同长度的缺失。其中,SDIR1-691缺失了131bp的片段：第2外显子3′端缺失33bp,第3外显子53bp全部缺失,第4外显子5′端缺失45bp;转录本SDIR1-666缺失了156bp的片段：第3外显子3′端缺失18bp,第4外显子5′端缺失138bp。进而随机挑取101个克隆子对三种转录本的表达比例进行初步分析,结果表明3种分子的比值为SDIR1-822：SDIR1-691：SDIR1-666=26.00：1.33：1.00,反映出SDIR1基因不同转录本在拟南芥中的相对表达量。     

转录辅调节因子在剪接过程中的作用

细胞通过基因表达调控来应对外界刺激,其中对基因转录起始和pre-mRNA剪接的调控是基因表达调控的重要环节。越来越多的实验显示基因转录和pre-mRNA剪接这两个过程在时空上密切相关。基因转录能调节剪接模式的选择性,反之剪接过程也影响基因转录。近年来研究发现转录辅调节因子在联系转录和剪接过程中扮演着重要角色。转录辅调节因子对基因表达的调控不仅在于影响转录产物的量,还可以调控pre-mRNA的选择性剪接并产生不同的剪接体,从而翻译出具有不同生物学功能的蛋白质。本文主要阐述了基因转录与剪接之间的关系以及它们之间相互作用的机制,有利于更深入理解基因表达调控的过程。     

选择性剪接的理论预测

可变剪接作为真核生物转录后加工机制普遍存在于不同组织、不同发育时期或不同病理状态下的基因表达调控过程中。对同一基因不同剪接变体的研究可使我们更深入的了解发育、进化、疾病发生机理等基本的生物学问题。讨论了一些基于序列比对而建立的可变剪接的理论预测方法,尚存不足之处,有待于进一步完善。