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。     

癌症与可变剪接

可变剪接在发育、分化和癌症等过程中发挥着非常重要的作用。近年来,越来越多的研究表明可变剪接与癌症有着密切的关系,许多癌症相关基因受可变剪接调控。由于癌症特异性的剪接变体具有明显的诊断价值,使得对癌症与可变剪接的研究成为热点。简要概述了癌症相关基因的可变剪接、可变剪接变体的鉴定方法、可变剪接与癌症治疗等研究进展。     

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。     

可变剪接在植物免疫中的研究进展

可变剪接是生物重要的转录后修饰过程,是转录组和蛋白组多样性的重要来源.可变剪接参与了植物众多生理过程,包括植物昼夜节律、生长发育等,在植物响应生物和非生物胁迫过程中尤为普遍.近年来,可变剪接被认为是植物抵御病原菌侵染的重要调控机制.本文综述了可变剪接在植物免疫各个层面的调控作用,包括调节重要免疫受体、R基因、激素信号路...     

选择性剪接在低氧应答中的调控作用

细胞为适应低氧环境,其相关基因的表达方式发生了改变,其中选择性剪接在低氧应答调控过程中起到了重要的作用。低氧诱导因子介导的低氧应答信号通路在机体适应低氧环境过程中起到了十分重要的作用,低氧诱导因子剪接体通过此通路调控红细胞生成、血管生成、糖酵解等过程。而抑制性PAS蛋白质、脯氨酸羟化酶、促血管生长因子、芳香羟受体核转运蛋白剪接体则通过其它通路进行调控。选择性剪接不仅在低氧应答中起重要作用,而且与阿尔茨海默病、动脉粥样硬化、癌症等常见人类疾病相关。     

mRNA选择性剪切在植物发育中的作用

mRNA选择性剪切（altemativesplicing）是生物体基因转录调控的基本方式之一,随着新一代测序技术的广泛应用,越来越多的基因的选择性剪切现象被揭示。在植物发育的不同阶段及其应对外界逆境胁迫的过程中,许多基因发生了选择性剪切,产生植物各个发育阶段所需的特定蛋白质来完成不同的发育过程和形成不同应答因子以适应外界环境的变化。本文从种子发育、器官形态发育、开花时间、生物钟调控、环境胁迫等方面综述选择性剪切在植物发育中的研究进展。     

Intralocus sexual conflict and the genetic architecture of sexually dimorphic traits in Prochyliza xanthostoma (Diptera: Piophilidae)

Because homologous traits of males and females are likely to have a common genetic basis, sex-specific selection (often resulting from sexual selection on one sex) may generate an evolutionary tug-of-war known as intralocus sexual conflict, which will constrain the adaptive divergence of the sexes. Theory suggests that intralocus sexual conflict can be mitigated through reduction of the intersexual genetic correlation (rMF), predicting negative covariation between rMF and sexual dimorphism. In addition, recent work showed that selection should favor reduced expression of alleles inherited from the opposite-sex parent (intersexual inheritance) in traits subject to intralocus sexual conflict. For traits under sexual selection in males, this should be manifested either in reduced maternal heritability or, when conflict is severe, in reduced heritability through the opposite-sex parent in offspring of both sexes. However, because we do not know how far these hypothesized evolutionary responses can actually proceed, the importance of intralocus sexual conflict as a long-term constraint on adaptive evolution remains unclear. In this study, we investigated the genetic architecture of sexual and nonsexual morphological traits in Prochyliza xanthostoma. The lowest rMF and greatest dimorphism were exhibited by two sexual traits (head length and antenna length) and, among all traits, the degree of sexual dimorphism was correlated negatively with rMF. Moreover, sexual traits exhibited reduced maternal heritabilities, and the most strongly dimorphic sexual trait (antenna length) was heritable only through the same-sex parent in offspring of both sexes. Our results support theory and suggest that intralocus sexual conflict can be resolved substantially by genomic adaptation. Further work is required to identify the proximate mechanisms underlying these patterns.     

神经胶质瘤中前体mRNA可变剪接研究进展

胶质瘤是最常见的脑肿瘤,前体mRNA可变剪接可能在不同类型胶质瘤的发生、恶化以及侵入中发挥作用.参与调控胶质瘤中前体mRNA可变剪接的因素包括顺式元件如内含子剪接抑制序列(ISS)、外显子剪接抑制序列(ESS)等,反式因子包括SRp55、SC35、SF2/ASF、PTB等剪接调节因子.近期的研究进展发现,有多种与胶质瘤相关的基因受到可变剪接的调控,包括肿瘤抑制因子、肿瘤促进因子、酶、受体、离子通道等.因此,研究胶质瘤中的前体mRNA可变剪接将有利于深入了解胶质瘤发生的分子机制、有利于为胶质瘤的早期诊断和治疗提供新的潜在靶点.     

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。     

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).     

The Alternative Splicing of Cytoplasmic Polyadenylation Element Binding Protein 2 Drives Anoikis Resistance and the Metastasis of Triple Negative Breast Cancer

Triple negative breast cancer (TNBC) represents an anomalous subset of breast cancer with a greatly reduced (30%) 5-year survival rate. The enhanced mortality and morbidity of TNBC arises from the high metastatic rate, which requires the acquisition of AnR, a process whereby anchorage-dependent cells become resistant to cell death induced by detachment. In this study TNBC cell lines were selected for AnR, and these cell lines demonstrated dramatic enhancement in the formation of lung metastases as compared with parental cells. Genetic analysis of the AnR subclones versus parental cells via next generation sequencing and analysis of global alternative RNA splicing identified that the mRNA splicing of cytoplasmic polyadenylation element binding 2 (CPEB2), a translational regulator, was altered in AnR TNBC cells. Specifically, increased inclusion of exon 4 into the mature mRNA to produce the CPEB2B isoform was observed in AnR cell lines. Molecular manipulations of CPEB2 splice variants demonstrated a key role for this RNA splicing event in the resistance of cells to anoikis. Specifically, down-regulation of the CPEB2B isoform using siRNA re-sensitized the AnR cell lines to detachment-induced cell death. The ectopic expression of CPEB2B in parental TNBC cell lines induced AnR and dramatically increased metastatic potential. Importantly, alterations in the alternative splicing of CPEB2 were also observed in human TNBC and additional subtypes of human breast cancer tumors linked to a high metastatic rate. Our findings demonstrate that the regulation of CPEB2 mRNA splicing is a key mechanism in AnR and a driving force in TNBC metastasis.     

可变剪切在植物成花转换中的作用

精确调控成花转换,确保植物在适宜环境下开花,对于植物的成功繁殖和物种繁衍至关重要。开花由多种分子机制在转录、转录后和蛋白质水平进行调控。可变剪切(AS)是一种普遍的转录后水平调控过程,可从单个基因产生多个转录本,从而丰富转录组和蛋白质组的多样性。大量研究表明,可变剪切在成花转换过程中发挥重要作用。根据发育和环境条件, AS能够影响mRNA的稳定性和/或蛋白亚型的功能,从而调控开花相关基因的功能转录本和/或功能蛋白水平。揭示成花相关pre-mRNA的AS作用将进一步增进人们对开花相关基因功能以及整个成花转换调控网络的认识。该文归纳了涉及成花转换的AS研究进展,并针对各个调控途径进行总结,以期为进一步研究植物AS和成花转换调控机制提供参考。     

番茄MADS-box基因Lemads1的可变剪接与表达模式分析

可变剪接(alternative splicing) 是真核基因转录的普遍现象和重要调控方式,在生物体的各种生理过程中发挥着重要的作用。植物转录因子MADS box基因在植物生长发育中发挥重要作用。番茄(Solanum lycopersicum L.) SEPALLATA (SEP) 亚族基因Lemads1是1个在番茄果实成熟过程中具有关键作用的MADS box家族成员,但至今尚未见其转录剪接模式的详细报道。本研究发现,Lemads1基因在转录时存在可变剪接现象,并检测到4种Lemads1可变剪接转录本,其扩增长度依次为：699 bp、741 bp、1 404 bp和1 539 bp。剪接方式有外显子选择性切除和内含子保留两种。这4种转录本编码长度为232 aa、246 aa和266 aa的3种蛋白质。氨基酸序列比对和系统进化分析结果表明,这3种蛋白序列的差异主要集中在C区,但并不影响它们的系统进化地位。在进化上,它们仍属于SEP亚家族LOFSEP亚支中的FBP9/23分支,与它们亲缘关系最近的番茄SEP类蛋白是SLMBP21。Lemads1反义RNA转基因植株表型观察结果表明,该基因可能参与番茄果实成熟和萼片发育过程;而组织特异性表达分析表明,该基因的4种转录本具有相似但并不完全相同的表达模式,它们都在萼片和果实中高表达,但在这2个组织发育过程中的表达变化却有明显差异。暗示这些可变剪接转录本在萼片和果实发育过程中扮演了不同的角色。本研究提供了番茄Lemads1基因存在可变剪切的重要信息,对该基因功能的深度发掘具有指导意义。     

可变剪接与疾病的生物信息学研究概况

可变剪接是真核基因转录后期的重要调控机制,它使得同一条蛋白质编码基因能够产生多种转录体,极大的扩展了遗传信息的应用.研究发现,可变剪接与人类疾病有着密切的联系.错误的剪接会导致疾病,增加疾病的易感性与病变程度,甚至直接导致癌变.现对可变剪接调控机制与疾病的生物信息学研究进展进行综述.     

激肽原基因的选择性剪接与功能研究进展

激肽原基因在不同物种中有一定的差异, 其编码的蛋白质产物也有所不同。在人类、牛和小鼠中存在的激肽原基因K是一种选择性剪接基因, 其可以编码两种激肽原产物, 而在大鼠中, 除了激肽原基因K之外还有一类激肽原基因T, 其只能编码一种激肽原。激肽原属于半胱氨酸蛋白酶抑制剂超家族中家族3的成员, 是一类具有多个结构域的多功能蛋白, 在人体内多种功能协同作用, 维持着机体的正常生理状态。激肽原的凝血和抗凝血两种相互拮抗的功能既能使破损的血管得到修复, 防止流血不止, 又能抑制血管内血栓的形成。本文将对目前研究较多的人、牛、小鼠和大鼠的激肽原基因的选择性剪接以及激肽原的凝血、抗凝血等多方面的功能做一综述, 为更进一步地阐明激肽原基因的进化机制, 加深对基因选择性剪接机制的了解, 揭示激肽原功能的认识等方面有所启示, 并为调节血管通透性、调节血压和抗肿瘤等新药的开发提供有益的参考。