У позвоночных большие экзоны часто пропускают события сплайсинга и эволюционно законсервированы. Ученые из Университета Нагоя, Япония, во главе с доцентом Акио Масудой, недавно определили механизм регулируемого сплайсинга больших конститутивных экзонов, богатых неупорядоченными участками, и их потенциальное участие в сборке факторов транскрипции. Они также объяснили, как двойная регуляция двумя отдельными группами факторов сплайсинга обеспечивает разделение фаз больших экзон-содержащих факторов транскрипции.

События сплайсинга, при которых некодирующие участки транскрипта РНК (копия РНК последовательности гена) сплайсируются до того, как РНК транслируется в белок, имеют решающее значение для регуляции экспрессии генов и разнообразия белков. У позвоночных, однако, большие экзоны, кодирующие участки транскрипта РНК, нелегко распознаются факторами сплайсинга, что приводит к «пропуску экзонов»

.

Интересно, что этому противодействует присутствие «внутренне неупорядоченных областей» (IDR) в больших экзонах, которые содержат цис -энхансеры (некодирующие участки ДНК, которые регулируют транскрипцию близлежащих генов), которые помогают в их сращивании. В течение многих лет ученые были заинтригованы механизмом, с помощью которого большие экзоны компенсируют свое присутствие и удержание в ходе эволюции позвоночных. Хотя имеется несколько сообщений о цис -регуляции больших экзонов, исследования транс -регуляции (регуляции экспрессии отдаленных генов) все еще отстают.

В новом исследовании, опубликованном в The EMBO Journal доктор Масуда и его команда исследовали, как факторы транскрипции избирательно сплавляют большие экзоны и сохраняется ли этот процесс у видов позвоночных. Они исследовали многочисленные РНК-связывающие белки (RBP) на их способность связываться с большими конститутивными экзонами (LCE) или экзонами, присутствующими во всех белках с одинаковой функцией в пределах гена, и обнаружили, что LCE кодируют аминокислоты, пролин и серин. , которые действуют как сайты связывания для «фактора сплайсинга, богатого серином / аргинином» (SRSF3) -; гена, кодирующего белок; и RBP, называемого «гетерогенный рибонуклеарный белок» (hnRNP), причем оба регулируют сплайсинг, но противоположными способами .

Команда использовала высокопроизводительные данные РНК-секвенирования клеток мыши и человека, лишенных SRSF3, и идентифицировала около 3000 LCE, которые рекрутировали SRSF (S3-LCE). Они заметили, что SRSF предпочитают связываться с «богатыми цитидином мотивами» на этих экзонах, что способствует процессу сплайсинга. Взволнованные этим открытием, они решили идентифицировать глушитель сплайсинга для противодействия активности SRSF3 и обнаружили группу hnRNP, которые ингибируют сплайсинг S3-LCE. Однако подавление было минимальным и могло быть замаскировано с помощью SRSF3. « Мы показали, что SRSF3 подавляет сплайсинг-супрессивную активность hnRNP K на больших экзонах », – говорит доктор Масуда.

Затем группа исследовала подмножество факторов транскрипции, содержащих S3-LCE, и обнаружила, что эти экзоны необходимы для сборки медиаторных комплексов (мультибелковые комплексы, взаимодействующие с факторами транскрипции). « S3-LCE обогащены генами компонентов транскрипционных механизмов – объясняет доктор Масуда. « Интересно, что они часто кодируют IDR в факторах транскрипции», добавляет он.

Руководствуясь этим наблюдением, группа решила продолжить расследование. Используя комбинацию методов визуализации и разделения фаз, они показали, что отсутствие SRSF3 приводит к потере IDR факторов транскрипции и нарушает их сборку. « Возможно, что регуляция слоистого сплайсинга с помощью hnRNP K и SRSF3 обеспечивает надлежащее фазовое разделение этих S3-LCE-содержащих факторов транскрипции у позвоночных», объясняет д-р Масуда.

Он считает, что их открытия могут иметь важное значение в ходе эволюции позвоночных. « Наше исследование показывает, как регулируемый сплайсинг предотвратил устранение больших экзонов в ходе эволюции », – заключает он.