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Fiszbein不确定新的外显子如何增强基因表达

作者: 沈阳新闻网 更新时间: 2019年12月12日 20:17:24 游览量: 171

简述:

有时,出乎意料的研究结果仅仅是由于实验错误。在其他时候,情况恰恰相反科学家发现了一种新现象,该现象揭示

有时,出乎意料的研究结果仅仅是由于实验错误。在其他时候,情况恰恰相反—科学家发现了一种新现象,该现象揭示了对我们的身体和宇宙的更准确的描绘,从而推翻了公认的假设。确实,当结果不符合预期时,就会产生许多伟大的生物学发现。

几年前,Burge实验室的研究人员在比较几种不同哺乳动物的基因组进化时发现了一种奇怪的模式。每当一个新的核苷酸序列出现在一个谱系的RNA中时,该谱系中从该基因产生的RNA总量通常都会增加。现在,在新论文中,Burge实验室终于有了一个解释,重新定义了我们对基因表达方式的理解。

Fiszbein不确定新的外显子如何增强基因表达

DNA转录成RNA后,必须先处理RNA转录物,然后才能将其翻译成蛋白质或继续在细胞内发挥其他作用。该过程的一个重要组成部分是剪接,在剪接过程中,某些核苷酸序列(内含子)被从新产生的RNA转录物中去除,而其他核苷酸序列(外显子)则保留下来。取决于RNA的剪接方式,单个基因会产生各种各样的转录本。

给定此操作顺序,转录会影响剪接是有意义的。毕竟,没有RNA转录本就无法进行剪接。但是反理论(即剪接会影响转录)现在正越来越受到关注。在最近的一项研究中,Burge实验室表明,在基因开头附近的外显子中进行剪接会影响转录并增加基因表达,从而为他们先前发现的模式提供了解释。

高级作者兼生物学教授Christopher Burge表示:“我们发现,步骤B并非真正地影响了步骤B,它实际上是对步骤B进行拼接的反馈。” “这似乎是矛盾的,因为剪接需要转录,但实际上(如在我们的模型中)如果一个基因的一个转录本的剪接影响同一基因的后续转录本的转录,则实际上并不矛盾。”

这项研究于11月28日在Cell上发表,由Burge实验室博士后Ana Fiszbein领导。

促进基因表达

为了开始转录,必须将分子机器募集到称为启动子的特殊DNA序列中。一些启动子比其他启动子更擅长于募集这种机制,因此启动转录的频率更高。但是,即使在数秒或数分钟后才发生剪接,具有不同的启动子可用于从基因产生略有不同的转录本有助于促进表达并产生转录本多样性。

起初,Fiszbein不确定新的外显子如何增强基因表达,但她认为新的启动子参与其中。根据现有的进化数据和她在实验室的实验,她可以看到,无论哪里有新的外显子,附近通常都会有一个新的启动子。当外显子被剪接时,新的启动子变得更加活跃。

研究人员将该现象称为“外显子介导的转录起始激活”(EMATS)。他们提出了一个模型,其中与新外显子相关的剪接机制将转录机制募集到附近,从而激活附近启动子的转录。研究人员预测,这一过程可能有助于调节跨物种的数千个哺乳动物基因。

更灵活的基因组

Fiszbein认为EMATS在进化过程中增加了基因组的复杂性,并且可能导致了物种特异性差异。例如,小鼠和大鼠的基因组非常相似,但是EMATS可以帮助产生新的启动子,从而导致调节变化,从而驱动两者之间的结构和功能差异。EMATS也可能导致同一生物体内组织之间的表达差异。

Fiszbein说:“ EMATS为基因表达调控增加了新的复杂性。” “它为基因组提供了更大的灵活性,并带来了改变产生的RNA数量的潜力。”

西班牙巴塞罗那基因组调控中心加泰罗尼亚研究和高级研究学院的研究教授JuanValcárcel说,了解EMATS背后的机制也可能对生物技术和治疗产生影响。他说:“许多人类疾病,包括遗传疾病和癌症,都是由特定基因的缺陷或过量引起的。” 通过调节EMATS来消除这些异常现象可能会提供创新的疗法。”

研究人员已经开始尝试通过剪接来控制转录。据布尔吉说,爱奥尼斯(Ionis),诺华(Novartis)和罗氏(Roche)等制药公司正在炮制药物,以调节剪接并治疗诸如脊髓性肌萎缩症等疾病。减少基因表达的方法有很多,但要有针对性地增加基因表达要困难得多。他说:“调整拼接可能是这样做的一种方式。”

“我们发现了一种细胞改变基因表达的方式,” Fiszbein补充说。“而且我们可以根据需要使用它来操纵成绩单水平。我认为这是最令人兴奋的部分。”

文章链接:http://www.68nw.com//jksh/8303.html

文章标题:Fiszbein不确定新的外显子如何增强基因表达