Контроль Альтернативного Сплайсинга

UNDERSTANDING ALTERNATIVE SPLICING: TOWARDS A CELLULAR CODE Arianne J. Matlin, Francis Clark, Christopher W. J. Smith Nature Review Mol. Cell Biology V. 6, No 5, 2005
Рис.1. \| Elementary alternative splicing events and regulatory elements Рис.2. \| Mechanisms of enhancement and silencing of alternative splicing. Box 1. \| Spliceosome assembly Box 2 \| Alternative splicing microarrays Табл.1 Название	В нарушение закона 'one gene, one polypeptide' альтернативный сплайсинг позволяет индивидуальным генам продуцировать множественные изоформы белков - играя тем самым центральную роль в генерации сложных протеомов. Альтернативный сплайсинг кроме того имеет в основном скрытую функцию по количественному генному контролю путём направления РНК на nonsense-обусловленный распад. Традиционные gene-by-gene исследования механизма альтернативного сплайсинга сегодяня завершены в результате глобальных подходов. Это обещает выяснение деталей природы и операций клеточных кодов, которые образуются за счёт комбинаций регуляторных элементов в субстратах pre-mRNA и с помощью клеточных complements из регуляторов сплайсинга, которые вместе предопределяют регулируемые пути сплайсинга. Альтернативный сплайсинг позволяет индивидуальным генам генерировать множественные мРНК. Большинство из этих мРНК кодируют функционально отличающиеся изоформы белков, тем самым перекидывается мостик над пропастью между геномом и протеомом. Механизмы альтернативного сплайсинга традиционно изучались с использованием индивидуальных модельных систем, но эти подходы сегодня завершены глобальным анализом. Регуляция сплайсинга как правило осуществляется с помощью модуляции ранних ступеней сборки spliceosome. cis элементы представляют собой энхансеры и сайленсеры сплайсинга, которые могут быть локализованы или в экзонах или в интронах и которые связывают активаторные и репрессорные белки. Иногда присутствие или отсутствие одиночного регулятора достаточно, чтобы предопределить пути альтернативного сплайсинга. Наиболее распространено, комбинации наиболее широко распространённых факторов вовлекаются в выбор путей сплайсинга. Это привело к концепции 'cellular codes', которые составляются за счёт определенных комбинаций регуляторных факторов. Члены семейства белков SR могут активировать сплайсинг путем соединения с exon splicing enhancers (ESEs). Модели действия энхансеров включают рекрутирование U2 auxiliary factor (U2AF) на слабый 3' сплайс-сайт, взаимодействие с ко-активаторами и прямой контакт с РНК в точке раздвоения. Репрессоры, которые часто являются членами семейства heterogeneous nuclear ribonucleoprotein (hnRNP), действуют, делая сплайс-сайты недоступными, или способствуя формированию 'dead-end' splicing related complexes. Решения об альтернативном сплайсинге часто связаны с динамическим антагонизмом между регуляторными активаторами и репрессорами. Некоторые глобальные стратегии для идентификации splicing сайленсеров и энхансеров были успешно апробированы. Сюда входят RNA-binding SELEX исследования, функциональный SELEX in vitro, cell-based selection assays и computational surveys для дифференциального обогащения последовательностей мотивов в желаемых местах для сайленсеров и энхансеров. Разработаны методы для детекции полного набора клеточных РНК, с которым взаимодействуют индивидуальные сплайсинг-регуляторы. Сюда входят подходы, которые выявляют РНК, с которыми свзывается фактор, или события альтернативного сплайсинга, которые затрагиваются истощением регуляторов. Ключевой технической разработкой является недавнее введение микрочипов альтернативного сплайсинга, которая позволяет параллельно анализировать большие количества событий альтернативного сплайсинга и д. облегчить расшифровку клеточных кодов.

В нарушение закона 'one gene, one polypeptide' альтернативный сплайсинг позволяет индивидуальным генам продуцировать множественные изоформы белков - играя тем самым центральную роль в генерации сложных протеомов. Альтернативный сплайсинг кроме того имеет в основном скрытую функцию по количественному генному контролю путём направления РНК на nonsense-обусловленный распад. Традиционные gene-by-gene исследования механизма альтернативного сплайсинга сегодяня завершены в результате глобальных подходов. Это обещает выяснение деталей природы и операций клеточных кодов, которые образуются за счёт комбинаций регуляторных элементов в субстратах pre-mRNA и с помощью клеточных complements из регуляторов сплайсинга, которые вместе предопределяют регулируемые пути сплайсинга.

Альтернативный сплайсинг позволяет индивидуальным генам генерировать множественные мРНК. Большинство из этих мРНК кодируют функционально отличающиеся изоформы белков, тем самым перекидывается мостик над пропастью между геномом и протеомом.

Механизмы альтернативного сплайсинга традиционно изучались с использованием индивидуальных модельных систем, но эти подходы сегодня завершены глобальным анализом. Регуляция сплайсинга как правило осуществляется с помощью модуляции ранних ступеней сборки spliceosome. cis элементы представляют собой энхансеры и сайленсеры сплайсинга, которые могут быть локализованы или в экзонах или в интронах и которые связывают активаторные и репрессорные белки.

Иногда присутствие или отсутствие одиночного регулятора достаточно, чтобы предопределить пути альтернативного сплайсинга. Наиболее распространено, комбинации наиболее широко распространённых факторов вовлекаются в выбор путей сплайсинга. Это привело к концепции 'cellular codes', которые составляются за счёт определенных комбинаций регуляторных факторов.

Члены семейства белков SR могут активировать сплайсинг путем соединения с exon splicing enhancers (ESEs). Модели действия энхансеров включают рекрутирование U2 auxiliary factor (U2AF) на слабый 3' сплайс-сайт, взаимодействие с ко-активаторами и прямой контакт с РНК в точке раздвоения.

Репрессоры, которые часто являются членами семейства heterogeneous nuclear ribonucleoprotein (hnRNP), действуют, делая сплайс-сайты недоступными, или способствуя формированию 'dead-end' splicing related complexes. Решения об альтернативном сплайсинге часто связаны с динамическим антагонизмом между регуляторными активаторами и репрессорами.

Некоторые глобальные стратегии для идентификации splicing сайленсеров и энхансеров были успешно апробированы. Сюда входят RNA-binding SELEX исследования, функциональный SELEX in vitro, cell-based selection assays и computational surveys для дифференциального обогащения последовательностей мотивов в желаемых местах для сайленсеров и энхансеров.

Разработаны методы для детекции полного набора клеточных РНК, с которым взаимодействуют индивидуальные сплайсинг-регуляторы. Сюда входят подходы, которые выявляют РНК, с которыми свзывается фактор, или события альтернативного сплайсинга, которые затрагиваются истощением регуляторов. Ключевой технической разработкой является недавнее введение микрочипов альтернативного сплайсинга, которая позволяет параллельно анализировать большие количества событий альтернативного сплайсинга и д. облегчить расшифровку клеточных кодов.