RNA 剪接是细胞内对基因抒发极为要道的一个历程。当基因从 DNA 转录到信使 RNA(mRNA)后,mRNA 中不编码卵白质的部分(也即是内含子)会被切除,而编码卵白质的部分则会拼接在一都。这一历程由一种名为“剪接体”的大型卵白质 - RNA 复合物调控。
考虑东谈主员指出,这种类型的调控似乎影响了简约 50% 东谈主类基因的抒发,况且在所有动物界以及植物中都存在。这些发现意味着,RNA 剪接这一基本的基因抒发历程的调控比之前了解的更为复杂。
“在像东谈主类这么较为复杂的生物体中,RNA 剪接比酵母等模式生物更为复杂,尽管这是一个在分子层面高度保守的历程。东谈主类剪接体具备一些特别功能,使其能更高效地贬责特定内含子。这么的系统上风之一,梗概在于它能达成更为复杂的基因调控。”考虑论文第一作家、麻省理工学院考虑生 Connor Kenny 阐发谈。
现时,这篇考虑论文依然发表在Nature Communications上。该考虑由好意思国国立卫生考虑院(U.S. National Institutes of Health)和德国考虑基金会(German Research Foundation)资助。该论文的通信作家是麻省理工学院生物学 Uncas 和 Helen Whitaker 讲席素质 Christopher Burge。
构建卵白质RNA 剪接这一历程于 20 世纪 70 年代后期被发现,它能让细胞精确调控佩戴卵白质合成教导的 mRNA 转录本内容。
每个 mRNA 转录本都包含编码区(外显子)和非编码区(内含子),同期还包含一些位点,这些位点行为剪接发生位置的信号,匡助细胞为所需卵白质拼装正确的序列。这个历程使得单一基因不错产生多种卵白质。
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从进化的角度来看,当不同的外显子被包含或抹杀时,剪接还不错转变基因和卵白质的大小等。
在内含子上变成的剪接体由卵白质和非编码 RNA(即小核 RNA,snRNA)组成。在剪接体拼装的肇始秩序中,一种名为 U1 snRNA 的 snRNA 分子会与内含子肇始处的 5' 剪接位点纠合。
此前,东谈主们一直合计 5' 剪接位点与 U1 snRNA 之间的纠合强度是决定内含子能否从 mRNA 转录本中被剪接掉的要道因素。
在这项新考虑中,麻省理工学院团队发现了一类名为 LUC7 的卵白质眷属也会影响是否发生剪接,但仅作用于一部天职含子,在东谈主类细胞中,这一比例高达 50%。
先前已有大都考虑阐述 LUC7 卵白与 U1 snRNA 存在关联,但具体功能尚不明晰。
这次最新推行标明,东谈主类细胞中有三种不同的 LUC7 卵白,迪士尼彩乐园负责人其中两种 LUC7 卵白会与一种 5' 剪接位点特异性纠合,考虑东谈主员将这种位点称为 “右旋” 位点;第三种 LUC7 卵白则与另一种类型的位点互相作用,称其为 “左旋” 位点。
考虑东谈主员发现,简约 50% 的东谈主类内含子包含一个“右旋”或“左旋”位点,而另一半内含子的剪接似乎不受 LUC7 卵白互相作用的限度。
考虑东谈主员合计,这种调控形式为剪接历程增多了一层调整机制,有助于更高效地去除特定内含子。
“该论文阐述了这两种不同的 5' 剪接位点亚类的存在,况且它们不错互相独马上进行调控。”Connor Kenny 指出,“一些中枢剪接历程内容上比咱们之前意志到的更为复杂,这促使咱们从头注视那些咱们曾合计正确的、高度保守的分子历程。”
解析剪接机制先前考虑标明,与右旋剪接位点纠合的 LUC7 卵白之一发生突变或缺失与血癌斟酌,简约有 10% 的急性髓性白血病(AML)就存在这种情况。
在这次新考虑中,他们发现那些缺失了 LUC7L2 基因拷贝的 AML 细胞右旋剪接位点的剪接效果较低,况且,这些癌细胞还出现了与早期考虑相通类型的代谢转变。
“了解某些急性髓性白血病中 LUC7 卵白缺失对剪接的影响,有助于建造诈欺这些剪接互异调治该疾病的新疗法。”Christopher Burge 暗意,“现时已有一些小分子药物用于调治其他疾病,比如脊髓性肌萎缩症,这些药物能够沉稳 U1 snRNA 与特定 5' 剪接位点之间的互相作用。因此,明确特定 LUC7 卵白对特定剪接位点互相作用的影响,梗概有助于进步这类小分子药物的特异性。”
考虑东谈主员与马丁路德大学哈勒 - 维滕贝格素质 Sascha Laubinger 引导的推行室息争,发现植物中的内含子相同具有受 LUC7 卵白调控的右旋和左旋 5' 剪接位点。
他们通过分析标明,这种剪接形式在植物、动物和真菌的共同先人中就已出现,但在真菌从植物和动物分化后不久就隐没了。
“咱们对剪接机制和中枢因素的分解,许多都源于相对早期的酵母遗传学考虑。”Christopher Burge 指出,“如今咱们发现,东谈主类和植物连接领有更复杂的剪接机制,具有出奇的因素不错孤独调控不同的内含子。”
接下来,考虑东谈主员贪图进一步分析 LUC7 卵白与 mRNA 和剪接体其余部分变成的结构,这将有助于他们更预防地了解不同姿色的 LUC7 卵白何如与不同的5’剪接位点纠合。
https://news.mit.edu/2025/mit-biologists-discover-new-type-control-over-rna-splicing-0220