脊椎动物进化过程中大型外显子剪接的追踪机制

在脊椎动物中，大型外显子通常会跳过剪接事件，并且在进化上是保守的。日本名古屋大学由增田昭夫(Akio Masuda)副教授领导的科学家们最近发现了富含无序区域的大型构成外显子调控剪接的机制，以及它们在转录因子组装中的潜在作用。他们还解释了两组不同的剪接因子的双调控如何确保大的包含外显子的转录因子的相分离。

剪接事件是指RNA转录本(基因序列的RNA副本)的非编码部分在RNA被翻译成蛋白质之前被剪接，这对基因表达调控和蛋白质多样性至关重要。然而，在脊椎动物中，大的外显子，RNA转录的编码部分，不容易被剪接因子识别，导致“外显子跳跃”。

有趣的是，大型外显子中存在“内在无序区域”(IDRs)，这些区域包含顺式增强子(调节附近基因转录的非编码DNA区域)，有助于剪接。多年来，科学家们一直对脊椎动物进化过程中大型外显子恢复其存在和保留的机制感兴趣。虽然大外显子的顺式调控已有报道，但对远端基因表达的调控研究仍然滞后。

在发表在《EMBO杂志》(the EMBO Journal)上的一项新研究中，增田博士和他的团队研究了转录因子是如何选择性地剪接大型外显子的，以及这一过程是否在脊椎动物物种中是保守的。他们检测了许多rna结合蛋白(rbp)与大组成外显子(LCEs)结合的能力，或存在于基因中具有相同功能的所有蛋白质中的外显子，发现LCEs编码氨基酸、脯氨酸和丝氨酸，它们作为“富含丝氨酸/精氨酸的剪接因子”(SRSF3)——一种蛋白质编码基因——和一种被称为“异质性核糖核酸蛋白”(hnRNps)的RBp的结合位点，两者都以相反的方式调控剪接。

该团队使用了SRSF3缺失的小鼠和人类细胞的高通量rna测序数据，确定了近3000个招募SRSF3的LCEs (S3-LCEs)。他们观察到，SRSFs倾向于与这些外显子上的“富胞苷基序”结合，这有助于剪接过程。受到这一发现的鼓舞，他们着手识别一种剪接消音器来抑制SRSF3的活性，并发现了一组hnRNps可以抑制S3-LCE剪接。但抑制程度很小，可被SRSF3掩盖。“我们发现SRSF3在大外显子上凌驾于hnRNp K的剪接抑制活性，”增田博士说。

该团队随后观察了包含S3-LCEs的转录因子子集，发现这些外显子对中介复合物组装(与转录因子相互作用的多蛋白复合物)至关重要。增田博士解释说:“S3-LCEs在转录机制成分的基因中富集。”“有趣的是，它们经常在转录因子中编码idr，”他补充道。

受到这一观察结果的激励，研究小组决心进行进一步的研究。通过结合成像和相分离技术，他们发现SRSF3的缺失导致转录因子idr的丢失，并扰乱了它们的组装。Masuda博士解释说:“hnRNp K和SRSF3的分层剪接调控可能确保了脊椎动物中这些含有s3 - lce转录因子的适当相分离。”

他相信他们的发现在脊椎动物的进化过程中具有重要的意义。他总结道:“我们的研究表明，在进化过程中，调控剪接如何防止大型外显子的消除。”

Regulated splicing of large exons is linked to phase-separation of vertebrate transcription factors