Sorek, R., Lev-Maor, G., Reznik, M. et al. Minimal conditions for exonization of intronic sequences: 5' splice site formation in Alu exons. Mol. Cell14, 221–231 (2004) | | | |
FURTHER READING Lev-Maor, G., Sorek, R. Shomrom, N. & Ast, G. The birth of an alternatively spliced exon: 3' splice-site selection in Alu exons. Science300, 1288–1291 (2003) | | | |
WEB SITE
Formerly described as junk and parasitic, who would have expected that transposable elements would help us out from a potential evolutionary embarassment — the low gene number in the human genome? Ast and colleagues have shown that inclusion of Alu elements in exons promotes alternative splicing and therefore genome diversity. Using bioinformatic and experimental approaches, they now identify the mutational steps that create 5'-splice sites in alternatively spliced Alu elements.
Неожиданно небольшие количества генов и значительно большие количества белков подвергаются альтернативному сплайсингу, процессу, объясняющему биологическую сложность. Сравнение последовательностей человека и мыши указывает на то, что альтернативный сплайсинг часто ассоциирует недавним созданием и/или потерей экзона. Авт. ранее показали, что ~5% альтернативно сплайсируемых экзонов у человека происходят из Alu элементов - коротких специфичных для приматов ретротранспозонов, которых у человека имеется ~1.4 миллионов копий. Эти Alu exons (AExs) возникают из интронных Alu элементов. Как 'свободный' интронный Alu элемент превращается в экзон, который подвергается альтернативному сплайсингу?
Авт. сравнивали последовательности AEx с таковыми их интронных родоначальников. Они сфокусировались на 5'-сплайс сайте: >98% интронов человека начинается с GT и очень немногие с GC, хотя эти последние в основном и вовлекаются в альтернативный сплайсинг. Большая часть существенных изменений в AExs происходит в положении 2 интрона, когда C→T переход создаёт канонический GT 5'-сплайс сайт. Сравнение более 300,000 последовательностей показало, что позиции 2 и 5 в интроне являются в этом процессе главными.
Но как регулируется альтернативный сплайсинг AExs? Используя сайт-направленный мутагенез, авт. нашли, что альтернативный сплайсинг AEx возможен благодаря C в позиции 2 в 5'-сплайс сайте, который не спаривается с U1 small nuclear RNA (snRNA); её взаимодействие с 5'-splice сайтом является критическим для конституитивного сплайсинга. Более того, кажется, что позиции 3 и 4 интрона контролируют уровень включения экзона, тогда как G в позиции 5 гарантирует, что 5'-splice сайт будет выбран.
И in silico и ex vivo подходы подчеркивают один вывод - что распад CG динуклеотидов в геноме человека как результат гиперметилирования управляет Alu exonization путём создания новых сплайс-сайтов. М. ли это быть неожиданным побочным продуктом dampening down транспозиции Alu, принимая во внимание, что мутирование этих CG динуклеотидов делает Alu ретротранспозоны неактивными?
Авт. предоставили пищу для размышлений об эволюции генома и сложности организмов, учитывая возможность того, что наши геномы замусорены пре-экзонными Alu элементами, готовыми exonized. Поэтому они м. служить в качестве резервуара для специфичных для людей экзонов, которые м. адаптироваться к выполнению новых функций, способствуя тем самым видообразованию ветви людей.