Регуляторное Переключение PTB Белков

Boutz, P. L. et al. A post-transcriptional regulatory switch in polypyrimidine tract–binding proteins reprograms alternative splicing in developing neurons. Genes Dev. 21, 1636–1652 (2007) Article
FURTHER READING Xing, Y. & Lee, C. Alternative splicing and RNA selection pressure — evolutionary consequences for eukaryotic genomes. Nature Rev. Genet. 7, 499–509 (2006) Article	Альтернативный сплайсинг является важным механизмом в развитии, который может объяснить некоторые отличия в экспрессии генов между разными типами клеток. Недавнее исследование показало, что переключение между двумя альтернативно сплайсированными белками является ключевым событием в дифференцировке нейронов. Polypyrimidine tract binding белок (PTB) репрессирует сплайсинг определенных альтернативных экзонов с помощью изменения сборки spliceosome. Одним из широко распространенных результатов этого является внесение преждевременного стоп кодна , а, следовательно, индукция нонсенс-обусловленного распада (nonsense-mediated decay (NMD)) транскрипта. В самом деле, PTB регулирует свою собственную экспрессию подобным образом. PTB экспрессируется во многих типах клеток, но его экспрессия низка в головном мозге млекопитающих, это приводит к тому, что многие альтернативные экзоны оказываются включены в эту ткань. Напротив белок паралог, neural PTB (nPTB), экспрессируется на относительно высоких уровнях в головном мозге и несмотря на высокое сходство последовательностей между двумя белками, репрессируются разные экзоны. Авт. тщательно проследили, какие клетки в головном мозге экспрессируют PTB и nPTB, используя антитела. Недифференцированные клетки экспрессируют PTB, но те, которые дифференцируются в нейроны, переключаются на экспрессию nPTB. Не-нейрональные клетки продолжают экспрессировать только PTB. Как же происходит это переключение? Авт. использовали RNAi по PTB, чтобы показать, что он ответственен за репрессию nPTB за счет предупреждения включения специфического экзона в nPTB транскрипт и индукции NMD. Они показали, что потеря экспрессии PTB во время развития нейронов достаточна для переключения на экспрессию nPTB. Какрвы же последствия такого переключения? Авт. использовали чувствительные к сплайсингу микромассивы, чтобы посмотреть, какие гены дифференциально регулируются двумя этими белками. Они регулируют перекрывающиеся, но самостоятельные наборы генов, при этом некоторые экзоны репрессируются одним или др. белком, а некоторые обоими и некоторые регулируются позитивно. Гены. которые затрагиваются обоими белками, включают те, которые участвуют в перестройке цитоскелета и транспорте пузырьков. Один из регулируемых белков особенно интересен, это MEF2, транскрипционный фактор, который регулирует многие гены, отвечающие за функцию нейронов, и репрессируется он PTB, но не nPTB. Остается без ответа один ключевой вопрос, как экспрессия PTB теряется при дифференцировке. Большое количество мишеней для двух белков, которые были идентифицированы авт., д. помочь в определении последовательности потребностей в репрессии сплайсинга двумя белками.

Альтернативный сплайсинг является важным механизмом в развитии, который может объяснить некоторые отличия в экспрессии генов между разными типами клеток. Недавнее исследование показало, что переключение между двумя альтернативно сплайсированными белками является ключевым событием в дифференцировке нейронов.

Polypyrimidine tract binding белок (PTB) репрессирует сплайсинг определенных альтернативных экзонов с помощью изменения сборки spliceosome. Одним из широко распространенных результатов этого является внесение преждевременного стоп кодна , а, следовательно, индукция нонсенс-обусловленного распада (nonsense-mediated decay (NMD)) транскрипта. В самом деле, PTB регулирует свою собственную экспрессию подобным образом.

PTB экспрессируется во многих типах клеток, но его экспрессия низка в головном мозге млекопитающих, это приводит к тому, что многие альтернативные экзоны оказываются включены в эту ткань. Напротив белок паралог, neural PTB (nPTB), экспрессируется на относительно высоких уровнях в головном мозге и несмотря на высокое сходство последовательностей между двумя белками, репрессируются разные экзоны.

Авт. тщательно проследили, какие клетки в головном мозге экспрессируют PTB и nPTB, используя антитела. Недифференцированные клетки экспрессируют PTB, но те, которые дифференцируются в нейроны, переключаются на экспрессию nPTB. Не-нейрональные клетки продолжают экспрессировать только PTB.

Как же происходит это переключение? Авт. использовали RNAi по PTB, чтобы показать, что он ответственен за репрессию nPTB за счет предупреждения включения специфического экзона в nPTB транскрипт и индукции NMD. Они показали, что потеря экспрессии PTB во время развития нейронов достаточна для переключения на экспрессию nPTB.

Какрвы же последствия такого переключения? Авт. использовали чувствительные к сплайсингу микромассивы, чтобы посмотреть, какие гены дифференциально регулируются двумя этими белками. Они регулируют перекрывающиеся, но самостоятельные наборы генов, при этом некоторые экзоны репрессируются одним или др. белком, а некоторые обоими и некоторые регулируются позитивно. Гены. которые затрагиваются обоими белками, включают те, которые участвуют в перестройке цитоскелета и транспорте пузырьков. Один из регулируемых белков особенно интересен, это MEF2, транскрипционный фактор, который регулирует многие гены, отвечающие за функцию нейронов, и репрессируется он PTB, но не nPTB.

Остается без ответа один ключевой вопрос, как экспрессия PTB теряется при дифференцировке. Большое количество мишеней для двух белков, которые были идентифицированы авт., д. помочь в определении последовательности потребностей в репрессии сплайсинга двумя белками.