基因选择性剪接的生物信息学研究概况

基因选择性剪接现象是真核生物基本而又重要的调控机制。由于基因的选择性剪接在形成生物复杂性和多样性上具有极其重要的作用,同时选择性剪接与许多人类疾病也密切相关。因此,研究基因选择性剪接是一项十分重要的工作。生物信息学作为一门新兴的学科在研究基因选择性剪接上起关键的作用,尤其在研究基因表达调控机制、选择性剪接基因预测以及选择性剪接基因进化上。本文综述了这方面的最新研究进展,为更深入了解真核生物基因的表达调控机理提供依据。     

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。     

表观遗传调控pre-mRNA的选择性剪接

选择性剪接是真核生物基因表达过程中的关键环节,是蛋白质多样性的主要来源,在生物的分化、发育及疾病的发生中扮演重要角色。传统的选择性剪接调控机制的研究多集中于RNA序列元件及与之相关的一些剪接因子,但近期的突破性研究指出表观遗传因素在选择性剪接的调控中发挥重要作用。DNA甲基化、染色质结构、组蛋白修饰相互影响并作用于pre-mRNA的选择性剪接,构成一个庞大、复杂的调控网络,表明表观遗传因素不仅决定着基因转录的起始,还影响其转录本剪接的结果。文章综述了近年来pre-mRNA选择性剪接的表观遗传调控的研究进展,探讨了DNA甲基化、染色质结构、组蛋白修饰在pre-mRNA选择性剪接中的可能作用,并展望了其对人类疾病研究所带来的深远影响。     

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。     

mRNA前体选择性剪接的研究进展

mRNA前体的选择性剪接（又称可变剪／拼接）是真核生物的一种基本而又重要的调控机制,它精细协调基因的功能,高效调节基因的定量表达以及蛋白功能的多样化,影响主要发育方向的决定,对细胞的分化、发育、生理功能和病理状态都有重要意义。选择性剪接与许多人类疾病密切相关。目前在生物信息学领域已有选择性剪接数据库的构建,用于选择性剪接的信息存储和处理。     

选择性剪接在植物逆境相关基因表达调控中的作用

文章介绍了选择性剪接在信号转导分子、转录因子、剪接因子和抗逆功能蛋白等4个层面对与植物逆境胁迫相关基因表达调控的影响,以及植物逆境诱导的选择性剪接机制的研究进展。     

lncRNA选择性剪接调控的研究进展

长链非编码RNA (lncRNA)选择性剪接是指剪除未成熟lncRNA中的内含子,并将外显子连接起来生成成熟lncRNA的过程.在各类疾病发生和发展过程中,异常的选择性剪接起着重要作用. lncRNA选择性剪接直接参与膀胱癌、结直肠癌、肝癌、神经母细胞瘤等多种肿瘤的发病机制,且与胚胎发育、软骨毛发发育、多系统萎缩症等紧密相关.在此,我们对lncRNA选择性剪接的起因、调控机制以及对疾病影响的研究进展进行综述.此外,本文还介绍了两个与lncRNA选择性剪接相关的数据库(SpliceMap和LNCediting).     

细胞信号转导与可变剪接调控

大多数真核基因能够发生可变剪接,其调控对于生理和病理状态下细胞功能的实现至关重要,而异常可变剪接则可导致多种疾病。虽然已知可变剪接能够在转录后水平调节基因表达,然而目前仍不清楚特定的可变剪接模式是如何被调控的。越来越多的研究发现细胞信号和外界环境刺激能够调控靶基因的剪接模式,并且已发现一些与可变剪接调控有关的信号转导通路,而后者能够通过修饰剪接因子进而改变剪接因子的亚细胞定位或者活性,从而实现对靶基因可变剪接模式的调控。由细胞信号转导通路所构成的网络能够灵活多样地调控基因剪接,一条信号通路可调控多个基因剪接,而多条信号通路也可调控同一基因剪接,对于理解信号转导过程的分子机制具有重要意义。     

TPA对Bcl-X前体mRNA在U251细胞中选择性剪接调控的初步研究

以含有部分Bcl-X序列的微小基因为研究模型,研究了TPA对Bcl-X前体mRNA选择性剪接在体内和体外的调控作用。通过RT-PCR和定点突变实验检测,结果表明PKC信号系统能调控Bcl-X前体mRNA选择性剪接,其机制可能是通过应答序列来调控Bcl-X前体mRNA5’上游和下游剪接位点的选择利用。     

选择性剪接调控蛋白PTB及同源蛋白的研究进展

选择性剪接(alternative splicing)是指一个前体m RNA通过选择不同的剪接位点组合产生多个可编码功能相似或相反的m RNA剪接异构体过程。多聚嘧啶结合蛋白(polypyrimidine tract-binding protein,PTB)作为一种剪接调控因子,它主要结合新生m RNA而抑制剪接发生。剪接调控的紊乱可导致肿瘤以及多种疾病的发生。本文详细阐述选择性剪接调控蛋白PTB及其同源蛋白的结构特征及选择性剪接与临床疾病的相关性的研究进展,从基因转录调控水平对疾病发生、发展以及预后有更深入的了解和认识,在许多疾病的研究中具有重要的应用前景。