Tufarelli, C. et al. Transcription of antisense RNA leading to gene silencing and methylation as a novel cause of human genetic disease. Nature Genet.34, 157-165 (2003) | | |
Most human genetic disorders arise from mutations that disrupt coding sequences or conserved local or d ента с α-thalassemia, но не выявили соотв. мутации в кодирующей или регуляторной области взрослого α2-globin гена (). Пациент умер, однако, выяснилось, он имел делецию в α-globin кластере. Несмотря на то, что позитивно действующие cis-элементы, были интактными, HBA2 молчал, а его CpG островок сильно метилирован и вызывал в результате α-thalassemia.
Было предположено, что позиция делеции дает укороченную копию широко экспрессируемого компонента сплайсинг-machinery (), соседствующего с HBA2. LUC7L транскрибируется с противопложной HBA2 нити и т.к. антисмысловая РНК участвует в материнском импринтинге и инактивации Х, то авт. использовали RT-PCR, чтобы посмотреть на траскрипты LUC7L. Результаты показали, что в делетированном глобиновом кластере транскрипты, которые инициируются с промотра LUC7L, не способны заканчиваться (сайт терминации удален за счет делеции) и распространяться на область CpG-островка HBA 2.
Чтобы изучить роль этого антисмыслового транскрипта на молчание и метилирование HBA2, Tufarelli et al. создали мышиную модель для воспроизведения эффектов этой делеции. Они нашли, что как и у их пациента экспрессия исчезала в присуствии антисмыслового транскрипта. Имелась также строгая корреляция между метилированием Hba2 CpG островка и присутствием антисмыслового транскрипта.
Авт. воссоздали также модель этой делеции в embryonic stem (ES) клетках. Работа с культурой ткани позволила им определить, что метилирование было специфичным для CpG-островка и что удаление минимального промотора HBA2 заставляет молчать ген, но не индуцирует метилирования — далее было показано, что антисмысловая транскрипция необходима для метилирования и последующего молчания.
Наконец, авт. показали, что др. антисмысловая РНК, которая комплементрана HBA2 промотору также вызывает в результате метилирование и молчание, это указывает на то, что механизм не является специфичеким для аберрантного LUC7L транскрипта.
Итак, хотя авт. не предлагают точного механизма, с помощью которого антисмысловая РНК вызывает метилирование и молчание, но они не исключают, что учитывая их пример и то что известно об инактивации Х и импринтинге, что регуляция экспрессии генов с помощью антисмысловых РНК м.б. всеобщим натуральным феноменом. Нет сомнения, что Tufarelli et al. с помощью мышиной модели и системы ES смогут разобраться в механизме этого процесса.