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通过基因组分析发现,不到3万个人类编码基因可以产生多于10万种蛋白。超过90%的人类基因经历RNA可变剪接,使同一基因在不同组织或发育过程中被剪接为功能各异的亚型。可变剪接是基因表达过程中必要的调控步骤,也是增加真核生物转录组多样性的重要机制。因此,可变剪接直接影响到细胞正常生理功能,而剪接异化也与人类疾病密切相关。所以研究转录组RNA可变剪接的调控对于理解基本生命现象和疾病的发生机理与治疗策略具有重要意义。

剪接调控:理解“剪接密码”? <<<< 查看

RNA剪接由剪接小体识别5'端和3'端剪接位点来催化完成。然而剪接位点通常只对转录组RNA的剪接提供一半信息,其余信息则是由前体RNA中的顺式剪接调控元件(splicing regulatory cis-elements,简称SRE)提供,这些元件可作为剪接增强子或沉默子来调控剪接位点。根据SRE功能及其在前体RNA中的位置可被分为外显子剪接增强子(ESE, exonic splicing enhancer)或沉默子(ESS, exonic splicing silencer)以及内含子剪接增强子(ISE, intronic splicing enhancer)或抑制元件(ISS, intronic splicing silencer)。这些SRE通过募集反式剪接因子来激活或抑制相邻的剪接位点。因此在全转录组层面上鉴定所有SRE及相应剪接因子有助于系统性阐析RNA可变剪接的调控规则(又称“剪接密码”)。

人工操控剪接:“剪接密码”的重编程<<<< 查看

转录组RNA剪接加工是与人类疾病密切相关的基本生物学过程,因此创建新技术来干预调控RNA剪接加工对于整个RNA研究领域都具有重要价值。尤其是运用合成生物学的方法来对转录组进行特异的调控,在基础研究和RNA相关疾病的应用研究中有重要意义。

如果希望了解RNA剪接的一些背景知识,可以查看下面的这个动画视频: