技术简介

1. 什么是可变剪接?

mRNA前体的剪接就是在剪接体的催化下,除去内含子并将外显子拼接起来形成成熟的mRNA的过程,是高等真核生物基因表达的必要步骤,也是蛋白质分子多样性产生的关键机制之一。

2.可变剪接过程怎样?

整个剪接过程是在细胞核中完成的,受到精细严格的调控。剪接位点的突变必然引起剪接模式的改变,正确的剪接位点序列及其位置都是保证RNA正常剪接的必要条件。

剪接过程需要三个重要的剪接信号,分别是5’剪接位点(供体位点)、3’剪接位点(受体位点)和分支位点(内含子3’端附近)。5’端剪接位点一般是GU加上后续的几个不是特别保守的碱基,3’端剪接位点区域含有多个保守元件,依次是分支点,多聚嘧啶区和内含子3’端的AG。此外,剪接过程还需要一些其它的顺式调控元件的辅助作用,按照它们所在的位置和功能分为外显子剪接增强子(ESE)、外显子剪接沉默子(ESS)、内含子剪接增强子(ISE)、内含子剪接沉默子(ISS)四类。一般情况下,这些辅助调控元件通过招募一些反式作用因子即剪接调控蛋白来促进或抑制剪接位点的识别,并能通过调控剪接体的组装来实现对剪接过程的调控。目前已知的剪接调控蛋白主要是富含丝氨酸/精氨酸蛋白(SR蛋白)家族和核不均一性核糖核蛋白(HNRNP)家族。一般情况下,SR蛋白结合在富嘌呤的ESE和ISE上,促进U1snRNP与5’SS结合、U2AF与3’SS结合,还有U4/U6-U5SNRNP三聚体组装到剪接体上,进而增强剪接的效率;HNRNP家族成员则通常结合在ESS和ISS上抑制剪接位点识别及使用。通过顺式作用元件和反式作用因子复杂的相互作用才能实现正确的剪接过程。

3. 可变剪接分类?

可变剪接方式主要分为exon skipping(ES),alternative 5’splice site(A5SS),alternative 3’splice site(A3SS),intron retention(IntronR),mutually exclusive exons(MXE),mutually exclusive 5’UTRs( 5pMXE),mutually exclusive 3'UTRs(3pMXE)(Wang, Sandberg et al. 2008),除此之外还有cassette exon,A3SS&ES和A5SS&ES。

在可变剪接事件分析中,需要从每个基因的多个已注释转录本中,选定一个作为基因model,即参考转录本,然后相对于基因model分析可变剪接的转录本。可变剪接事件示意图如下(红线对应inclusive/extended isoform,长转录本,蓝线对应exclusive isoform,短转录本):

4. 可变剪接在疾病中的应用如何?

若某些核苷酸的改变影响了剪接信号和作用元件,基因的剪接模式将会改变从而导致某些疾病的发生。另一方面,通过改变基因的剪接模式还可以修饰某些疾病的临床表型。随着反义寡核苷酸药物在临床上的应用和发展,mini-gene可以明确影响剪接模式的特定核苷酸序列,从而为寻找药物治疗靶点提供了一个有效的方法。此外,mini-gene可以通过研究某些化合物对基因剪接模式的的影响来对一些靶向治疗药物进行筛选,可用于脊髓性肌肉萎缩、肌营养不良症、家族性自主神经机能异常症以及其他的遗传性疾病的药物筛选。
其中Novartis通过Minigene reporter技术,对大约1.4ⅹ106个化合物进行筛选,得到了可以稳定SMN2 pre-mRNA和U1 snRNP(剪接体的关键组成部分)结构的小分子化合物,进而提高了SMN2 mRNA正确剪接的比例。

Palacino J, Swalley S E, Song C, et al. SMN2 splice modulators enhance U1–pre-mRNA association and rescue SMA mice`{`J`}`. Nature chemical biology, 2015, 11(7): 511-517.

技术优势

√ 严格的对照和实验质控点,保障结果的准确可信
√ 数据分析作图和英文材料方法,详细的原始数据,为您发表文章保驾护航
√ 已发表的文章案例

技术流程

· 客户提供: 感兴趣的待检基因,RNA-seq数据,iRIP/CLIP-seq数据
· 服务周期:4-6周
· 结果交付:
1)minigene构建的质粒
2)minigene序列设计示意图
3)实验报告(含详细的实验步骤,主要仪器和试剂的厂家货号信息)
4)英文材料方法

客户已发表的部分文章结果展示

Chen F, Wang Q, Yu X, et al. MCPIP1-mediated NFIC alternative splicing inhibits proliferation of triple-negative breast cancer via cyclin D1-Rb-E2F1 axis[J]. Cell death & disease, 2021, 12(4): 1-16.