如何找到选择性剪接位点位置
mrna选择性剪接的分子机制

mrna选择性剪接的分子机制mrna选择性剪接的分子机制:细胞核内前体mRNA的剪接的执行者是剪接小体,它能够在成熟mRNA出核和翻译之前识别剪接信号,移除不编码内含子,并将能够编码蛋白的外显子拼接在一起。
细胞核内前体mRNA的剪接需要经历2次转酯化反应化步骤去掉内含子才能将相邻的外显子拼接成成熟的mRNA。
在前体mRNA上有三个反应区域分别在5'剪接位点(5'SS),3'剪接位点(3'SS)以及分枝位点(图1)。
除了这三个反应区域外,在多细胞生物体的内含子上还拥有保守性的多聚嘧啶束,它位于3'剪接位点以及分枝位点之间。
图1选择性剪接发生过程示意图选择性剪接由内含子5'剪接位G和U2个核昔酸点以及3'剪接位点A和G2个核昔酸介导。
分支点A 核昔酸非常保守的,一般位于3'剪接位点上游20-50个核营酸。
剪接反应的过程发生2次转酶化反应,这个过程中需要5个snRNPs复合物(Ul,U2,U4,U5,andU6)。
这些复合物能够聚集在前体mRNA 上形成大分子的聚合物剪接小体,核内最大的RNP复合物,能够识别这些反应位点并催化前体mRNA发生剪接。
剪接小体中主要的模块是snRNPs复合物。
剪接小体一般包含5种snRNPs:U1、U2、U4,U5和U6 snRNP。
每一个snRNP包含了单个snRNA和至少7种蛋白亚基。
这些snRNP和另外的非snRNP相关蛋白(例如SF1、U2AF和Prp19复合物)一步步有序的聚集在前体mRNA上依次形成前剪接小体E,A,B以及C复合物(图1)。
在这有序的过程中,这些snRNP以及非snRNP相关蛋白和反应位点之间发生复杂的结合与去结合过程,这些复杂的过程为核小体提供了多次检查的机会以保证它们结合的准确性从而提高位点选择的精确性。
在核小体组装之前,U1 snRNP占据5'剪接位点,而SF1结合在分枝位点,这2个过程是ATP依赖的并最终形成前剪接小体E复合物(图1)。
《基于序列信息预测选择性剪接位点和盒式外显子》范文

《基于序列信息预测选择性剪接位点和盒式外显子》篇一一、引言随着人类基因组研究的深入,越来越多的研究关注到了选择性剪接现象,这是一种重要的转录后基因表达调控机制。
选择性剪接通过不同的剪接方式,使得同一个基因可以产生多种不同的剪接产物,进而影响蛋白质的多样性和功能。
盒式外显子作为选择性剪接的一种常见形式,其剪接位点的预测对于理解基因表达调控具有重要意义。
本文旨在基于序列信息,对选择性剪接位点和盒式外显子进行高质量预测,为后续的基因功能研究和疾病诊断提供有力支持。
二、材料与方法1. 数据收集本研究收集了大量基因序列数据,包括已知的选择性剪接位点和盒式外显子信息。
通过分析这些数据,提取出与选择性剪接相关的关键序列特征。
2. 算法设计针对选择性剪接位点和盒式外显子的预测,本文设计了一种基于深度学习的算法模型。
该模型能够自动提取序列中的关键特征,并预测出可能的剪接位点和盒式外显子。
3. 模型训练与优化使用收集到的数据对模型进行训练和优化,通过调整模型参数和结构,提高预测的准确性和稳定性。
同时,采用交叉验证等方法对模型进行评估和验证。
三、结果与分析1. 预测结果通过模型预测,我们得到了大量的选择性剪接位点和盒式外显子信息。
与已知的数据库进行比对,发现我们的预测结果具有较高的准确性和可靠性。
2. 特征分析通过对预测结果进行特征分析,我们发现某些序列特征与选择性剪接位点和盒式外显子的存在具有显著相关性。
这些特征包括特定类型的碱基序列、剪接位点的保守性等。
这些发现为后续的基因功能研究和疾病诊断提供了重要线索。
3. 模型评估通过交叉验证等方法对模型进行评估,我们发现我们的模型在预测选择性剪接位点和盒式外显子方面具有较高的准确性和稳定性。
同时,我们还对模型的鲁棒性进行了测试,发现模型在不同类型的数据上均能保持良好的预测性能。
四、讨论与展望本研究基于序列信息对选择性剪接位点和盒式外显子进行了高质量预测,为后续的基因功能研究和疾病诊断提供了有力支持。
选择性剪接在肿瘤化疗耐药中的研究进展

㊀基金项目:双一流团队 药物安全预警关键技术研究创新团队 项目资助(No.CPU2018GY33)ꎻ江苏省研究生科研与实践创新计划(No.KYCX20_0666)作者简介:苗春萌ꎬ女ꎬ硕士生ꎬ研究方向:药理学ꎬE-mail:1712801258@qq.com通信作者:张陆勇ꎬ男ꎬ博士ꎬ教授ꎬ研究方向:药理学ꎬTel:020-39352100ꎬE-mail:lyzhang@cpu.edu.cn选择性剪接在肿瘤化疗耐药中的研究进展苗春萌1ꎬ吴启鹏1ꎬ江振洲1ꎬ张陆勇1ꎬ2(1.中国药科大学新药筛选中心ꎬ江苏省药效研究与评价服务中心ꎬ江苏南京210009ꎻ2.广东药科大学新药研发中心ꎬ广东广州510006)摘要:恶性肿瘤是威胁人类健康的重大疾病之一ꎬ治疗过程中肿瘤细胞对化疗药物产生耐药性是化疗失败的重要原因ꎮ肿瘤细胞耐药机制复杂ꎬ许多化疗耐药机制涉及基因和蛋白质的突变和表达改变ꎮ近年来ꎬ发现选择性剪接是导致肿瘤化疗耐药的新机制之一ꎮ为了全面了解选择性剪接对癌症生物学和化疗的影响ꎬ本文总结了选择性剪接调节癌细胞获得耐药性的作用ꎬ通过分析总结这些分子调节剪接事件为应对肿瘤耐药性提供新思路ꎮ关键词:选择性剪接ꎻ剪接体ꎻ化疗耐药中图分类号:R730.53㊀文献标志码:A㊀文章编号:2095-5375(2023)12-1016-007doi:10.13506/j.cnki.jpr.2023.12.012ResearchprogressofalternativesplicingintumorchemotherapyresistanceMIAOChunmeng1ꎬWUQipeng1ꎬJIANGZhenzhou1ꎬZHANGLuyong1ꎬ2(1.JiangsuCenterforPharmacodynamicsResearchandEvaluationꎬNewDrugScreeningCenterꎬChinaPharmaceuticalUniversityꎬNanjing210009ꎬChinaꎻ2.CenterforDrugResearchandDevelopmentꎬGuangdongPharmaceuticalUniversityꎬGuangzhou510006ꎬChina)Abstract:Malignanttumorisoneofthemajordiseasesthreateninghumanhealth.Theresistanceoftumorcellstochemicaldrugsisanimportantreasonforthefailureofchemotherapy.Themechanismsofchemotherapyresistanceintumorcellsarecomplexꎬandmanyoftheminvolvemutationsandexpressionchangesofgenesandproteins.Recentlyꎬalternativesplicingisomershavebeenfoundtobeoneofthenewmechanismsleadingtochemotherapyresistanceintumors.Inordertofullyunderstandtheimpactofalternativesplicingoncancerbiologyandtreatmentdevelopmentꎬwesummarizedtheroleofalternativesplicinginregulatingtheacquisitionofchemotherapyresistanceincancercellsꎬandanalyzedandsummarizedthesemolecularregulatorysplicingeventstoprovidenewideasforcopingwithtumorchemotherapyresistance.Keywords:AlternativesplicingꎻSpliceosomeꎻChemotherapyresistance㊀㊀选择性剪接(alternativesplicingꎬAS)是扩大转录组和构成蛋白质组多样性的关键过程ꎬ为高等真核生物提供了进化优势ꎮ人类大约95%的基因通过AS机制转录一个以上的转录物ꎬ扩大基因组多样性ꎮAS是一个时空过程ꎬ对细胞生命活动㊁细胞分化和器官发育至关重要[1]ꎮ其中ꎬ受调控基因中的顺式作用元件和反式剪接调节子之间的相互作用是保证AS过程精确执行的关键条件[2]ꎮ研究发现致癌相关基因调节元件的突变[3]和剪接因子表达的改变[4]ꎬ导致AS过程被扰乱ꎬ该过程与肿瘤发生发展密切相关ꎮ这也表明靶向突变顺式作用元件或受损反式剪接调节子在癌症治疗中具有巨大价值[5]ꎮ恶性肿瘤是危害人类健康的主要疾病之一ꎮ放化疗㊁靶向免疫治疗是治疗肿瘤的常用方法ꎬ其中化疗更是发挥着重要作用ꎬ但肿瘤细胞对化疗药物耐药严重影响治疗效果和患者预后ꎮ尽管近几年癌症化疗取得了重大进展ꎬ但是许多对治疗反应良好的患者对化疗药物产生了耐药性ꎬ导致治疗失败ꎮ药物靶点改变㊁药物外排和DNA损伤修复等耐药机制的研究一直是肿瘤研究的热点ꎬ其中许多化疗耐药机制涉及基因和蛋白质的突变和表达改变ꎮ细胞蛋白质组是细胞对药物产生化疗反应的关键因素ꎬ受到基因突变㊁基因转录㊁mRNA加工㊁翻译㊁蛋白质修饰和蛋白质降解等多个环节的影响ꎮAS虽然是一种正常的细胞过程ꎬ但可以被癌细胞用于提高化疗时的存活率[6]ꎮ对AS的调控是癌症发展的重要机制ꎬ虽然已经确定许多化疗药物可以影响ASꎬ但AS在耐药性中的作用尚未阐述明确[7]ꎮ本文总结了AS在肿瘤中发挥的作用ꎬ以及改变AS事件对不同癌症耐药性的病理影响ꎬ并讨论AS如何调节癌细胞获得耐药性ꎬ以期为肿瘤化疗耐药性的进一步研究提供参考ꎮ1㊀选择性剪接与剪接体1.1㊀选择性剪接定义及意义㊀选择性剪接指的是mRNA中外显子进行不同组合产生多样化的成熟mRNA的过程[8]ꎬ进而可翻译产生多个功能的蛋白质ꎮAS是蛋白质多样性的重要来源ꎬ在剪接过程中ꎬ前体mRNA(pre-mRNA)前转录本的内含子被移除ꎬ外显子按照在基因中出现的顺序结合ꎬ进而形成不同的成熟mRNA变体ꎬ这些变体在翻译后可以产生功能不同的蛋白质ꎮ与癌症相关的异常剪接包括产生或破坏剪接位点或者剪接增强子或沉默子的突变ꎬ剪接因子的异常表达ꎬ以及影响剪接过程的信号通路受损[9]ꎮ在癌变过程中ꎬ许多剪切性因子过表达导致致癌通路的激活ꎬ比如MYC通路[10]ꎮAS与许多生理活动息息相关ꎬ如细胞分化㊁组织和器官发育㊁血管生成等[11]ꎮmRNA剪接位点内的基因突变㊁剪接体或剪接调节因子表达水平的改变与肿瘤发生发展密切相关[12]ꎬ肿瘤的侵袭㊁转移和血管生成ꎬ也受到AS的影响ꎮ在mRNA加工过程中ꎬAS可能会导致肿瘤细胞的细胞周期失调㊁细胞骨架紊乱㊁迁移和黏附ꎬ这些变化除了影响癌症的发生发展过程ꎬ还会导致癌细胞对化疗药物的敏感性下降[13]ꎮ近年来ꎬAS在肿瘤发生发展中的作用研究取得了很大进展ꎬ尤其是机制方面ꎬ但仍需要更多的研究来阐明剪接过程对癌症表型的影响ꎮ而阐明AS在异常mRNA加工和修饰产生的癌症特异性mRNA中的作用ꎬ将为癌症治疗提供新的策略ꎮ1.2㊀选择性剪接的过程㊀AS是实现基因表达和蛋白质组多样性的重要过程ꎬ调节来自同一基因的多种蛋白质异构体的合成ꎬ是维持细胞多样性的重要机制ꎬ该过程受到许多剪接体因子的调控[14]ꎮ剪接体主要由5个snRNPs(U1㊁U2㊁U4㊁U5和U6)组成ꎬ如图1所示[15]ꎬ依赖许多ATP酶和剪接因子促进snRNPs在剪接过程中不同步骤的结构重塑ꎬ调控mRNA剪接反应ꎮsnRNPs是剪接体的核心单位ꎮSm蛋白也是剪接体的组成成分ꎬ是维持剪接体正常功能的关键蛋白ꎬ7个Sm蛋白共同形成异七聚环结构ꎬ分别为SmB/Bᶄ㊁SmE㊁SmF㊁SmG㊁SmD1㊁SmD2和SmD3ꎮ结构高度相似的Sm蛋白在每个snRNA周围形成一个七聚环结构ꎬ可能作为其他snRNP蛋白组装的平台ꎮ图1㊀剪接体的结构和组成部分㊀㊀AS过程由剪接体和剪接因子完成ꎮ首先ꎬ富含丝氨酸和精氨酸的剪接因子1蛋白(serineandargi ̄ninerichsplicingfactor1ꎬSRSF1)C端被细胞质中富含丝氨酸/精氨酸的蛋白特异性激酶 SRSF蛋白激酶(SRSFproteinkinaseꎬSRPKs)二次磷酸化[16]ꎮ然后ꎬ磷酸化的SRSF蛋白被CDC2样激酶1(cy ̄clindependentkinase-like1-relatedkinaseꎬCLK1)磷酸化ꎮ磷酸化的SRSF蛋白通过一个核糖核酸识别基序结合前核糖核酸[17]ꎬ招募U1小核核糖核蛋白(U1snRNP)和U2snRNP与内含子的剪接位点结合ꎮU1snRNP与5ᶄ剪接位点的保守序列G-U结合ꎬU2snRNP取代分支位点结合蛋白(BBP)ꎬ与3ᶄ剪接位点的保守序列A-G结合ꎮ随后ꎬU4㊁U6和U5snRNP在磷酸化的pre-mRNA加工因子激酶31(pre-mRNAprocessingfactor31ꎬPRPF31)的作用下组装Tri-snRNP(PRP31)和pre-mRNA加工因子激酶6(PRP6)ꎬ两个蛋白均被pre-mRNA加工因子激酶4k(PRP4k)磷酸化[18]ꎮPRP31通过pre-mRNA加工因子激酶28(PRP28)与剪接体A相互作用ꎮU2snRNP取代U4snRNP与U6和U5snRNP结合ꎬU6snRNP取代U1snRNP与内含子5ᶄ剪接位点的保守序列G-U结合ꎬ产生剪接体B的构象ꎮ最后ꎬpre-mRNA经历两次酯交换ꎬ第一次酯交换反应生成复合物Cꎬ在复合物C中发生重排ꎬ促进第二次酯交换ꎬ产生剪接体后复合物ꎬ外显子相互连接形成成熟的mRNAꎬ之后内含子被降解ꎬsnRNP被回收[19]ꎮAS作为一种重要的基因表达调控机制ꎬ极大地提高了转录组的复杂性和蛋白质组的多样性ꎮ但是当AS发生异常ꎬ会导致蛋白质表达障碍和各种疾病ꎬ包括癌症㊁神经退行性疾病㊁肌肉营养不良以及心血管和免疫疾病等[20]ꎮ其中ꎬ肿瘤细胞通过异常剪接事件ꎬ表达异常蛋白ꎬ促进癌症进展ꎬ这些异常剪接事件与肿瘤的恶性进展和化疗耐药性相关ꎮ2㊀选择性剪接在肿瘤化疗耐药中的作用恶性肿瘤是一种严重危害人类健康的疾病ꎬ其发病率仍在不断升高[21]ꎮ医疗技术的快速发展使得癌症患者整体生存率有了较大提高ꎬ然而长期使用化疗药物的肿瘤患者容易逐渐产生耐药性ꎬ进而导致治疗失败ꎮ化疗耐药已成为抗肿瘤治疗中的一个重大问题ꎮ肿瘤耐药机制复杂ꎬ主要包括增加药物外排㊁DNA损伤修复增强㊁细胞周期失调㊁肿瘤微环境改变㊁肿瘤干细胞转化(cancerstemcellsꎬCSCs)㊁自噬㊁上皮间质转化(epithelial-mesenchymaltransitionꎬEMT)和细胞凋亡的抵抗等[22]ꎮ肿瘤的固有耐药或获得性耐药导致肿瘤复发是肿瘤化疗的主要障碍ꎮ现有的肿瘤耐药机制研究无法完全阐释清楚耐药的产生ꎬ仍需更深入的研究耐药机制ꎮ近年来ꎬ越来越多的证据表明剪接体改变与肿瘤耐药密切相关ꎮ异常的AS是改变肿瘤细胞基因表达谱的主要因素ꎬ它通过改变药物的靶点和信号转导途径来诱导耐药ꎮ以剪接体为治疗药物的靶点ꎬ结合传统化疗药物联合用药ꎬ可能是克服耐药性肿瘤的有效方法ꎮ常见的与化疗耐药相关的剪接体靶点有SRSF蛋白㊁SRPK蛋白㊁HNRNP蛋白㊁Sm蛋白㊁SPF45和SF3B1ꎮ2.1㊀SRSF家族㊀SRSF家族成员包含一个或多个RNA识别基序(rms)和一个c端精氨酸-丝氨酸重复序列ꎬ称为RS域ꎮSRSF蛋白参与多种转录后调控过程ꎬ例如ASꎮ一些SRSF蛋白可以增强交替剪接转录本ꎬ在不同的癌症中发挥促癌特性[23]ꎬ参与多种转录后调控过程[24]ꎮSRSF在胰导管腺癌㊁卵巢癌和乳腺癌的化疗耐药中发挥重要作用ꎮ研究发现ꎬ吉西他滨上调剪接因子SRSF1ꎬ诱导MAP激酶相互作用丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶2(MAPkinasesignal-integratingkinase2ꎬMNK2)基因向MNK2b变体转化ꎮMNK2b剪接变异体磷酸化真核起始因子4E(eukaryoticinitiationfactor4EꎬeIF4E)ꎬ减少吉西他滨诱导的凋亡ꎬ促进胰导管腺癌细胞存活㊁细胞增殖ꎬ最终对吉西他滨产生耐药性[25]ꎮ在铂类药物治疗耐药性卵巢癌过程中发现剪接因子富含丝氨酸和精氨酸的剪接因子2(serineandargininerichsplicingfactor2ꎬSRSF2)突变ꎬ提示AS可能有助于获得性铂耐药性的发生[6]ꎮ富含丝氨酸和精氨酸的剪接因子3(serineandargininerichsplicingfactor3ꎬSRSF3)过表达减弱了紫杉醇抑制乳腺癌细胞增殖的效果ꎬSRSF3蛋白表达下调会显著增加癌细胞对紫杉醇治疗的敏感性[26]ꎮ以上结果提示剪接因子SRSF家族可能参与了肿瘤对化疗药物的耐药ꎮ2.2㊀SRPK家族㊀SRPK家族成员是潜在的致癌基因ꎬSRPK家族的3个主要成员为SRPK1㊁SRPK2和SRPK3ꎬSRPK1和SRPK2在肺癌和肝癌中均可见上调[27]ꎮ在前列腺癌细胞中ꎬSRPK1和SRPK2表达的增加与肿瘤的发生发展密切相关ꎬ促进肿瘤细胞增殖和抗凋亡过程[28]ꎬ在胰腺癌㊁肺癌㊁乳腺癌㊁卵巢癌和胶质瘤化疗耐药中起作用ꎮ研究发现ꎬSRPK1基因下调在吉西他滨单用或与顺铂联合使用时都增加胰腺癌细胞的凋亡ꎮ在胰腺癌中高表达SRPK1抑制细胞增殖ꎬ促进细胞凋亡ꎬ增强化疗敏感性[29]ꎮ有研究表明顺铂通过涉及Tip60㊁SRPK1和SRPK2蛋白的机制诱导低乙酰化和磷酸化形式SRSF2的积累ꎬ调节SRPK2的表达ꎮ在几种人类肺癌细胞系(H358㊁H1299㊁H810㊁H69)中ꎬSRSF2介导的SRSF2磷酸化在顺铂治疗诱导细胞凋亡中起关键作用ꎬ提高肺癌细胞对顺铂的敏感性[30]ꎮ研究还发现SRPK1乙酰化与化疗敏感性密切相关ꎮ在乳腺癌细胞MCF7和231细胞中ꎬ顺铂诱导SRPK1乙酰化ꎬ但在相应的耐药细胞中ꎬ顺铂降低了SRPK1的乙酰化ꎬ但增加了SRPK1的磷酸化和激酶活性ꎬ促进一些抗凋亡变异的剪接ꎮ而且顺铂耐药细胞可以通过增强SRPK1乙酰化或抑制其激酶活性ꎬ进而增强对顺铂的敏感性[31]ꎮ研究发现ꎬSRPK1下调可以提高乳腺癌㊁卵巢癌等对化疗的敏感性ꎬSRPK1下调诱可导雌激素受体阳性乳腺癌细胞对顺铂的敏感性ꎮ在雌激素受体阳性的基底细胞样型乳腺癌(basal-likebreastcancerꎬBLBC)中ꎬSRPK下调增强细胞凋亡ꎬ增加了MCF10A㊁MCF7㊁MDA231和MDA468细胞对化疗药吉西他滨和顺铂的敏感性ꎬ同时抑制细胞迁移和肿瘤转移[32]ꎮ在卵巢癌中ꎬ靶向SRPK1抑制SKOV3细胞增殖㊁迁移和侵袭ꎬ提高肿瘤细胞对顺铂的敏感性[33]ꎮ另外ꎬ在胶质瘤细胞系87MG㊁T98G和U251MG中ꎬSRPK1在mRNA和蛋白水平上的表达显著上调ꎬ敲低SRPK1对细胞活力影响不大ꎬ但令肿瘤细胞对顺铂的敏感性有一定提高ꎮ2.3㊀HNRNP家族㊀HNRNP家族与mRNA的合成相关ꎬ在转录后调控中发挥多种功能ꎬ如促进剪接㊁多聚腺苷化㊁mRNA转运和mRNA稳定[34]ꎮHNRNPs含有辅助的脯氨酸㊁甘氨酸结构域ꎬ这些结构域与蛋白质的相互作用有关ꎮHNRNPs的异常表达与癌细胞的增殖㊁转移息息相关[35]ꎮ研究发现雄激素受体剪接变体7(androgenre ̄ceptorsplicingvariant7ꎬAR-V7)的剪接由核糖核蛋白L(HNRNPL)和其他两个家族成员HNRNPA1和HNRNPH调节ꎮHNRNPA1在ARAS产生AR-V7中发挥重要作用[36]ꎮ它调节AR并诱导产生其变体AR-V7ꎬ激活MYCꎬ与转移性前列腺癌的耐药性密切相关ꎮ敲低HNRNPH1使PC细胞对比卡鲁胺敏感ꎬ抑制体内前列腺肿瘤的生长[37]ꎮ另有研究表明在前列腺癌中HNRNPA1可以诱导AR-V7的产生ꎬ促进了AR-FL(full-lengthAR)在缺乏雄激素的情况下的核定位ꎬ并减轻了抗雄激素恩杂鲁胺抑制AR-FL核运输的能力ꎮAR剪接变体的表达减弱了雄激素和恩杂鲁胺对LNCaP㊁22Rv1㊁COS-7和PC-3细胞的毒性ꎬ并降低了恩杂鲁胺的体内抗肿瘤疗效ꎮHNRNPA1过表达提高前列腺癌细胞对恩杂鲁胺的耐药性[38]ꎮ槲皮素可以降低HNRNPA1的表达ꎬ从而降低AR-V7的表达ꎮ槲皮素还与HNRNPA1结合ꎬ削弱其在细胞核和细胞质之间穿梭的能力ꎬ导致其滞留在细胞质ꎮ槲皮素对AR-V7的抑制使恩杂鲁胺耐药前列腺癌细胞恢复对恩杂鲁胺的敏感性ꎮ抑制雄激素受体的AS在前列腺肿瘤对抗雄激素治疗中重新获得敏感性具有重要意义[39]ꎮ在胃癌中HNRNPA2B1的过表达与患者的不良预后有关ꎬHNRNPA2B1通过增强细胞增殖㊁抑制细胞凋亡和增加细胞转移来促进胃癌发展ꎮHNRNPA2B1参与抗凋亡因子BIRC5(baculoviralIAPrepeat-containing5)的AS过程ꎮBIRC5亚型202过表达可以部分拮抗因HNRNPA2B1下调导致的顺铂化疗敏感性提高ꎬ证明HNRNPA2B1调节BIRC5的剪接过程ꎬ有希望成为耐药胃癌细胞的治疗靶点[40]ꎮ2.4㊀Sm蛋白家族㊀真核生物中有7种Sm蛋白:B/Bᶄ㊁D1㊁D2㊁D3㊁E㊁F和Gꎮ这些蛋白在剪接体上组装成一个环状的异七聚体ꎬ形成相应snRNPs的核心ꎮSm蛋白是维持snRNAs的稳定性和snRNPs的发挥功能所必需的成分ꎬ在pre-mRNA剪接中非常重要[41]ꎬ在非小细胞肺癌和胶质母细胞瘤化疗耐药中起重要作用ꎮ小核核糖核蛋白多肽B(SNRPB)是剪接体的核心成分ꎬ是一种Sm蛋白ꎬ在mRNA剪接中起着关键作用ꎮSNRPB在非小细胞肺癌(NSCLC)中高度表达ꎬ并作为一种致癌基因发挥作用ꎬSNRPB可负向调节NSCLC细胞的顺铂耐药ꎮ敲低SNRPB可以使抑制癌细胞的生长ꎬ也会显著降低顺铂诱导的NSCLC细胞生长抑制㊁细胞周期阻滞和凋亡ꎬSNRPB可能是NSCLC患者对顺铂化疗反应的一个预测指标[42]ꎮ替莫唑胺(TMZ)是多形胶质母细胞瘤(GBM)化疗的常用药物ꎬ但耐药性限制了其在GBM治疗中的疗效ꎮ编码小核核糖核蛋白多肽G的SNRPG基因介导的对胶质瘤细胞的抑制作用可能与MYC和p53有关ꎮ且SNRPG在TMZ耐药U87细胞中表达增加ꎬ而下调SNRPG可能使耐药细胞对TMZ敏感ꎬ这表明敲低SNRPG可以降低GBM细胞对TMZ的化疗耐药[43]ꎮ2.5㊀SPF45㊀SPF45参与调控pre-mRNA剪接ꎬSPF45不是剪接因子的SR蛋白或HNRNP家族成员ꎬ是由一个N端结构域㊁一个α-螺旋结构域㊁一个包含40个氨基酸的G-patch域(G-patchdomain)和一个C端RRM(RNA-recognitionmotif)组成ꎬ是mRNA剪接所必需的ꎬ在卵巢癌化疗耐药中起重要作用ꎮSPF45在人类导管上皮中表达ꎬ在膀胱癌㊁肺癌㊁结肠癌㊁乳腺癌㊁卵巢癌㊁胰腺癌和前列腺癌中高表达ꎮ在HeLa细胞中过表达SPF45可使其对阿霉素的耐药性增加ꎮ在A2780卵巢癌细胞系中ꎬSPF45诱导了多药耐药表型ꎬ诱导癌细胞对卡铂㊁长春瑞滨㊁阿霉素㊁依托泊苷㊁米托蒽醌和长春新碱等多种作用机制的化疗药物耐药ꎬ而在A2780细胞中ꎬ敲低SPF45则使细胞对依托泊苷敏感ꎮSPF45不只参与选择性mRNA剪接也参与DNA修复ꎬ这有助于解释SPF45过表达所表现出对包括DNA损伤剂在内的不同作用机制药物的多药耐药表型[44]ꎮ2.6㊀SF3B1㊀SF3B1是U2snRNP的重要组成部分ꎬ对剪接位点的选择至关重要ꎬ在慢性淋巴细胞白血病(CLL)㊁急性淋巴细胞白血病(ALL)和Richter综合征伴弥漫性大B细胞淋巴瘤化疗耐药中起重要作用ꎮ在研究氟达拉滨难治性CLL的编码基因组时ꎬ发现SF3B1突变患者在氟达拉滨难治性CLL病例中有17%复发ꎬ其频率显著高于诊断时采样的连续CLL队列ꎮ在氟达拉宾难治性CLL中ꎬSF3B1突变和TP53突变以相互排斥的方式分布ꎮ上述结果提示ꎬSF3B1突变相关的剪接调控是CLL一种新的发病机制ꎮ在Richter综合征伴弥漫性大B细胞淋巴瘤中检测到SF3B1突变ꎬ这表明其在恶性血液肿瘤的发展和进展中具有重要作用ꎬ但SF3B1突变后与耐药性之间的关系尚不清楚ꎮ研究发现ꎬ剪接抑素A(spliceostatinꎬSSA)或其类似物美亚霉素B(MAMB)能够降低BRAF表达ꎬ干扰SF3B1在AS中发挥作用并抑制维莫非尼耐药细胞生长和体内肿瘤生长[45]ꎮSF3B1敲低后ꎬALL细胞对DNA交联剂丝裂霉素C变得高度敏感[46]ꎮ3㊀小结在过去的10年中ꎬ癌症治疗取得了很多的进展ꎬ包括新的化疗药物㊁免疫疗法和分子靶向治疗ꎬ但是治疗效果仍不够理想ꎬ其中最大的难题之一是肿瘤化疗耐药ꎮ肿瘤化疗耐药通过多种分子机制发生ꎬ其中一种是选择性剪接的调节ꎮ癌细胞中基因组不稳定性有助于它们通过获得突变来适应生长环境的变化ꎬ这些突变使它们对化疗药物的反应降低ꎮ这些突变不仅可以影响pre-mRNA剪接过程ꎬ包括剪接位点选择㊁剪接位点识别核苷酸的突变和剪接机制成分的表达ꎬ还可以影响许多其他因素ꎬ包括导致蛋白质功能突变获得或丧失的基因突变ꎮ肿瘤细胞可以利用这种机制获得耐药性ꎬ而无须通过改变基因组获得耐药性ꎮ近来使用小分子或反义寡核苷酸调节AS开始用于治疗其他疾病ꎬ如脊髓性肌萎缩ꎬ为开发此类分子用于癌症治疗带来了希望ꎬ因此ꎬ需要更深入的研究并发现在促进癌症治疗化疗耐药中起作用的AS事件或剪接因子[7]ꎮAS的失调在癌症中很常见ꎬ肿瘤发生涉及的细胞周期㊁DNA损伤反应和细胞凋亡在很大程度上都受到AS的调节ꎮ癌症相关的剪接模式受损是多条通路共同作用的结果ꎬ这包括直接影响剪接位点和SFs的突变以及SFs的差异表达ꎮ剪接体已经成为肿瘤新型治疗药物开发的一个极具吸引力的靶点ꎬ剪接调节剂目前已经有项目正在临床前和临床研究中进行研究ꎮ随着对异常剪接如何在癌细胞中发挥作用的深入了解包括对剪接调节高度敏感的癌症亚型的鉴定ꎬ以及剪接调节剂与其他抗肿瘤剂的有效治疗组合等ꎬ剪接调节剂有望肿瘤治疗的潜在新型药物ꎬ以提高抗肿瘤疗效[46]ꎮ此外ꎬ剪接转换寡核苷酸是设计用于结合pre-mRNA并防止结合位点利用剪接位点的寡核苷酸ꎮ这些分子正被开发为化疗药物ꎬ用于靶向特定的AS相关基因ꎮ许多基因已经被靶向用于AS重编程ꎬ以增强常规化疗药物的功效ꎮ此类化合物用于AS定向调控的进一步开发为癌症治疗提供了新的思路ꎮ参考文献:[1]㊀KALSOTRAAꎬCOOPERTA.Functionalconsequencesofdevelopmentallyregulatedalternativesplicing[J].NatRevGenetꎬ2011ꎬ12(10):715-729.[2]LEEYꎬRIODC.MechanismsandRegulationofAlternativePre-mRNASplicing[J].AnnuRevBiochemꎬ2015(84):291-323.[3]SUPEKFꎬMINANABꎬVALCARCELJꎬetal.Synonymousmutationsfrequentlyactasdrivermutationsinhumancancers[J].Cellꎬ2014ꎬ156(6):1324-1335.[4]VANROOSMALENWꎬLEDEVEDECSEꎬGOLANIOꎬetal.TumorcellmigrationscreenidentifiesSRPK1asbreastcancermetastasisdeterminant[J].JClinInvestꎬ2015ꎬ125(4):1648-1664.[5]LINJC.TherapeuticApplicationsofTargetedAlternativeSplicingtoCancerTreatment[J].IntJMolSciꎬ2017ꎬ19(1):75.[6]PELLARINIꎬBELLETTIBꎬBALDASSARREG.RNAsplicingalterationintheresponsetoplatinumchemotherapyinovariancancer:Apossiblebiomarkerandtherapeutictarget[J].MedResRevꎬ2021ꎬ41(1):586-615.[7]SIEGFRIEDZꎬKARNIR.Theroleofalternativesplicingincancerdrugresistance[J].CurrOpinGenetDevꎬ2018(48):16-21.[8]BONNALSCꎬLOPEZ-OREJAIꎬVALCARCELJ.Rolesandmechanismsofalternativesplicingincancer-impli 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选择性剪接中的剪接模式(科学书苑)

选择性剪接中的剪接模式有几种不同的剪接模式(见图1-1)[1,6]。
最常见的模式是在成熟的mRNA中跳过外显子,使其包括或者剔除盒式外显子(也称为跳过的外显子)。
跳过外显子的一个著名的例子是果蝇性别致死的基因(SXL),这是一个由性别决定的转变。
跳过SXL基因的第3外显子,可以保持雌性的分化。
SXL的第3外显子包含一个早提前的终止密码子,这个外显子的存在合成出截短的、也有可能是非功能的蛋白质[7,8]。
另一个剪接模式是外显子互斥,这使得两个相邻外显子中,仅有一个出现在最终产物中。
人类成纤维细胞生长因子受体二号(FGFR-2)基因含有外显子IIIB和IIIC,这两者是互斥的。
从外显子IIIB得到的的基因产物,具有比纤维细胞生长因子低得多的聚合吸引力[9]。
不仅可以作用于整个外显子,不同的剪接方式也可以只剪接外显子的某一部分。
5'或3'选择性剪接位点的选择,通过加上、或者不加上与外显子侧面相连的支链而生成,从而造成多样性。
果蝇无子(FRU)和双性别(DSX)基因包含了雌性特有的选择性剪接位点,前者在5‘端,而后者在3'端。
由于选择性剪接位点的不同,造成支链的细小差异[10,11]。
选择性剪接可发生在转录体的任意一端。
选择性终止外显子不仅改变最后一个外显子的包含性,而且还影响聚腺苷酸化位点的选择。
在许多情况下,它可以在最后的外显子中生成提前的终止密码子,并且生成功能性截短的多肽或者产生无意义介导衰变(NMD,即,由于终止密码子位于最后外显子与外显子的结点上游超过50-55碱基对处,从而造成的mRNA的降解)[2,12,13]。
钙调节激素(降钙素)基因包括6个外显子。
成熟的的降钙素转录体包括前四个外显子,并使用位于第4外显子上的多聚腺苷酸化位点,从而生成甲状腺C细胞中超过98%的基因产物。
同时,在大脑和周围神经系统中,通过将前三个、第五和第六个外显子编码成降钙素相关肽的前体,并利用下游的腺苷酸化位点(CGRP),从而产生差异[14,15]。
寻找mRNA的选择性剪接

[ Ke y wo r d s ] a l t e r n a t i v e s p l i c i n g ; s p l i c i n g v a 6 a n t ; e x p r e s s e d s e q u e n c e t a g s ;m R N A ;R T - P C R
NCBI简介

第1页:问题1:如何找到一个感兴趣的基因并确定其结构?编者:人类基因组计划将于2003年完成,人类基因组数据库成为人类的巨大财富。
它对所有公众开放,每个人都有权免费使用这些强大的资源,从而成为生物医学研究者必不可少的工具。
但是,面对日益增长的浩瀚的数据海洋,怎样有效地利用它而不至于迷失其中,是一个严峻的问题。
据wellcome Trust去年的一项调查,使用序列数据库的研究人员中,只有一半的人能够完全熟悉基因组数据库提供的服务。
针对这种情况,今年9月份,Nature genetics特别出了一本“人类基因组用户指南”,以提问的形式详细讲解了人类基因组数据库的结构和使用方法,带领我们一步步深入其中,获取有用的信息。
它是我们开启人类基因组数据宝库的一把金钥匙。
我们将节选一些内容介绍给读者,希望对大家有所帮助。
读者也可以上Nature杂志网站()看原文,这本用户指南的电子版是免费的。
问题1:如何找到一个感兴趣的基因并确定其结构?一旦基因在图谱上被定位,又如何方便地检测到同一区域的其它基因?可借此问题介绍3个主要的基因组浏览器。
将利用所有3个站点对基因ADAM2进行检测,使读者能对每个站点提供的信息之间的细微的区别有一个正确的认识。
1.国立生物技术信息中心(NCBI)图谱浏览器(Map Viewer)可以通过NCBI主页进入NCBI的人类图谱浏览器,网址为/。
点击右栏标有“Human map viewer”的超级链接即可进入图谱浏览器的主页。
页面上端的符号标明此为Build 29,或NCBI人类基因组的第29次数据装配。
Build 29是以2002年4月5日的序列数据为基础而建立的。
在它之前的基因组装配称为Build 28,以2001年12月24日的序列数据为基础而建立。
想要寻找图谱上的任何信息,比如基因符号、基因库的登录号、标记物名称或疾病名称,只需在“Search for”窗口输入相应的术语名,然后点击“Find”即可。
推荐几个不错的RNA剪接位点

推荐几个不错的RNA剪接位点(内含子/外显子)预测网站
在分析基因组数据时,经常需要预测基因的RNA选择性剪切方式,即内含子和外显子的位置和数量。
预测是基于RNA剪接的保守性序列“GT-AG”规则,即内含子5’端序列一般是GT,而3’端一般是AG,当然它们附近的序列也是有一定规律的,但不是很保守。
根据这一特点并结合ORF, Blast等数据就可以对未知基因的成熟mRNA序列进行预测。
下面我推荐几个比较专业的RNA剪切预测网站:
1. Augustus (功能相当强大,预测比较准确,并没有特种特异性,强烈推荐)
2. SplicePort (功能也很全面,推荐)
3. GeneSplicer (只针对以下几个物种:Plasmodium falciparum (malaria), Arabidopsis thaliana, human, Drosophila, and rice)
4. NetGene2 (只针对:Human, C. elegans, A. thaliana)
5. MaxEntScan (只针对Human)
PS:以上只针对某某物种的不代表其它物种不支持,只是结果可能不很准确,对于同一基因,可以参考结合以上不同的服务器给出的结果。
剪切位点的特征

剪切位点的特征
剪切位点是内含子与外显子的边界,是内含子从最初的转录产物中移除,并将外显子拼接成新的序列的过程中的关键位点。
通常,剪切位点位于内含子上游或下游部分,即这些位点存在于内含子的5和3'末端。
前者称为5剪切位点或供体位点,后者称为3剪切位点或受体
位点。
最为常见的是,剪切是从5端的二核苷酸GU开始,至3'末端的AG 结束。
这些保守序列是至关重要的,因为改变保守的核苷酸会导致剪切的抑制。
另外,还有一个重要的剪切位点称为分枝剪切位点(branchpoint),其位于内含子3'端上游18至40碱基处任意位置。
分枝点总是包含一个腺嘌呤,但不保守。
其中一个典型的序列是YNYYRAY,其中Y表示嘧啶,N表示任一核苷酸,R表示任一嘌呤,A表示腺嘌呤。
请注意,剪切位点的特征可能会因生物种类和基因的不同而有所差异。
如需了解更多关于剪切位点的特征的信息,建议查阅基因相关书籍或咨询相关专家。
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如何找到选择性剪接位点位置?
2014-05-10 15:42:17 来源:浏览次数:92 网友评论 0 条
[如何找到选择性剪接位点位置?] 举例说明如下。
一个mRNA片段在基因库的登录号为BG334944。
首先,登录/Entrez/,在NCBI的Entrez界面找到这个EST的核苷酸序列。
在页面上部的对话框中键入登录号BG3 [ncbi 选择性剪切剪切位点外显子基因组序列蛋白质]
举例说明如下。
一个mRNA片段在基因库的登录号为BG334944。
首先,登录http://www. /Entrez/,在NCBI的Entrez界面找到这个EST的核苷酸序列。
在页面上部的对话框中键入登录号BG334944,下拉菜单中选择Nucleotide,点击Go。
结果页面显示有关登录号BG334944的条目。
为了在FASTA格式(一种生物学信息程序的常用格式)找到这个序列,在这个页面上把下拉菜单变成FASTA后点击Text,产生一个包含FASTA格式的序列的新页面,然后将序列拷贝下来。
为了确定这段序列在基因组中的位置,使用UCSC的BLAT工具。
登录http://genome.ucs /,将你的网页浏览器指到UCSC基因组浏览器的主页开始搜索。
在页面一侧的蓝色框里,从Organism下拉菜单中选择human,然后点击Blat。
然后将从上面Entrez得到的FASTA格式的序列粘贴到BLAT搜索页面的大的文本框上。
把Freeze下拉菜单变成Dec. 2001,将Query Type下拉菜单变成DNA,然后点击Submit。
服务器将很快找出搜索结果:唯一与之匹配的是一段长为636bp的片段,位于9号染色体上,为正链。
为了得到更加详细的资料,在页面上条目的左边点击details链接,得到一个长的页面,界面包含三个部分:mRNA序列(上部),基因组序列(中部)以及和基因组序列相对应的mRNA 序列对齐比较。
在序列对齐比较(alignment)图中,和cDNA及基因组序列匹配的碱基是用暗绿色的大写字母标记的。
缺口用稍低的黑体字标记。
淡蓝色稍高的碱基标记的是缺口两边序列对齐比较区域的结合部分,常常是剪接位点。
返回BLAT摘要页面搜索,点击browser。
这将产生一个用图解说明特异性的mRNA序列在对应的基因组序列上的位置。
标记Chromosome Band(染色体带)的路径提示mRNA位于9q34.11。
询问序列本身出现在标记有Your Sequence from BLAT Search的直线上。
页面上显示的序列是不连续的:相似的区域显示为垂直线,缺口显示为细的水平线,排列的方向由箭头的方向表示。
被查询的EST的比对排列区域对应于已知基因的外显子立即显示在线条的下面(Known GENEs,在这里是RAB9P40)。
在UCSC的搜索框内键入EST的名称BG334944,将会产生一个与上述点击browser相似的结果。
这个例子的部分目的是阐述BLAT的用途。
大约图谱向下到一半的位置是标记着Human ESTs That Have Been SplICEd的路径(人类已经剪接的ESTs)。
因为所有的ESTs都浓缩在一条线上,这个路径最初显示比较密集,所有的EST密集排列在一条直线上。
点击该路径标记,可以看到这一区域内与基因组比对
排列的所有EST,这些EST可能代表了具有不同剪接位点的转录物(抄本)。
这将扩展这个
图形的区域,所以每一个EST占据一条直线。
ESTs的长度是可变的,但是大部分包含已知基因的相同的外显子并且(大概)以同样的方式剪接。
仔细地检查并与已知基因相比较,提示有一些ESTs缺失了一个或多个外显子。
留心查看标记了BE798864和W52533的线条,前者缺失第5外显子,而后者则缺失第4、5、6外显子。
通过点击特定的线条可以考察任何ESTs的详细资料。
比如,点击BE798864所在的线条,可以得到这个EST的详细资料页面。
这个EST与基因组序列有99.8%的同源性。
在标记有EST/genomic Alignments区域点击任何超链接线条都会返回到实际上的一个碱基挨一个
碱基的排列。
EST的末端可以不同,但是在推测有外显子缺失附近区域的序列是相同的。
当mRNA改变其编码的野生型蛋白质序列的时候,这个mRNA很可能存在生物学意义上的的选择性剪接。
为了确定EST BE798864是否会编码不同于已知基因(RAB9P40)编码的蛋白质,我们可以用NCBI的BLAST 2 Sequences工具直接比较这两个序列。
首先,打开一个新的浏览器窗口,因为上面的搜索资料在这儿也需要,当需要使用多个网页工具时,这样将避免过分使用浏览器的前进和后退键。
然后从/BLAST登录BLAST主页。
在Pairwise BLAST标题下选择BLAST 2 Sequences。
在这个页面上,用户可以仅仅输入登录号而不用输入剪切和粘贴的序列进入对话框。
对于EST来说,仅在标有Enter accession or GI for Sequence 1的对话框中输入EST 的登录号(BE798864)。
获得RAB9P40的登录号需要返回前面的图解,然后点击基因路径。
一旦这些都做好了,在标有Enter accession or GI for Sequence 2的对话框中输入基因的登录号(NM_005833)。
确认Program下拉菜单设定在blastn(比较两个核苷酸序列),然后点击页面底部的Align键就会得到所示的比对排列图。
序列1 (the EST)默认为查询序列,而序列2(已知基因)则被默认为目标序列。
起始于第三行末端排列的已知基因翻译的蛋白序列也显示出来,检查这些排列发现这个EST缺失153个核苷酸(该mRNA第360–512核苷酸),对应于BE798864缺失的第5外显子。
这个缺口在开放读码框架内,所以这个EST
可以编码与已知基因具同源性但稍短的蛋白质。
由于EST序列测定的特点决定,ESTs经常包含测序错配率远远高于已经完成的基因组序列甚而基因组草图序列的错配率。
但令人鼓舞的是EST BE798864在基因组序列上排列完好,其编码的蛋白质可能与已知基因编码的蛋白质具有相同的结构。
另外,从UCSC图解来看,这个区域的其他ESTs如BE779110也会引起RAB9P40的第5外显子缺失。
但是,所有这些预测都必须通过上面讲的EST–genomic排列质量来检验。
最后的选择性剪接的证
据当然还必须在实验室中才能找到。
关键词:ncbi选择性剪切剪切位点外显子基因组序列蛋白质。