Correction of disease-associated exon skipping by synthetic exon-specific activators.
Cartegni, L. & Krainer, A. R. Nature Struct. Biol.10, 120-125 (2003) | | |
FURTHER READING Cartegni, L., Chew, S. L. & Krainer, A. R. Listening to silence and understanding nonsense: exonic mutations that affect splicing. Nature Rev. Genet.3, 285-298 (2002) | | |
Почти половина мутаций одиночных нуклеотидов, ассоциированных с болезнями, в кодирующих областях генов затрагивает сплайсинг РНК. Часто, такие мутации ведут к исключению экзонов из мРНК, процесс известный как пропуск экзонов (exon skipping). Итак, обнаружение пути восстановления этих экзонов в транскриптах д.б. эффективным способом лечения данных случаев этих заболеваний.
Adrian Krainer и Luca Cartegni описали разработку ESSENCE (exon-specific silencing enhancement by small chimeric effectors), которы м. корректировать эти генетические typos путем эмуляции функции важных сплайс-факторов, называемых serine/arginine-rich (SR) белков. SR белки работают путем связывания exonic splicing enhancers (ESEs) и рекрутирования cutting-and-pasting компонентов сплайсинг кухни (machinery) посредством межбелковых взаимодействий, опосредованных с помощью RS домена (домен, характеризующийся несколькими Arg–Ser дипептидами).
Чтобы восстановить нормальный сплайсинг в exon-skipping моделях, Krainer и Cartegni сливали синтетический RS домен с антисмысловым фрагментом, который связывается со специфическими экзонами. Они протестировали ESSENCE концепцию на breast cancer 1, early onset gene (), в котором природная мутация в ESE в экзоне 18 вызывает пропуск экзона. Добавление ESSENCE компаунда с exon-18-специфическим антисмысловым фрагментом восстанавливало правильность сплайсинга in vitro, этот процесс нуждался как в antisense-targeting фрагменте, так и в синтезированном RS-protein-recruitment домене.
Авт. затем обратились к одному из наиболее хорошо охарактеризованных примеров ESEассоциированном с болезнью: spinal muscular atrophy (SMA), педиатрическому нейродегенеративному гарушению, обусловленному потрей обеих функциональных копий гена survival of motor neuron 1 (SMN1). SMN1 м.б. компенсирован SMN2— продуктом родственного гена — но мутация одиночного нуклеотида в экзоне 7 SMN2 продуцирует дейектную изоформу, у которой отсутствует этот экзон. Авт. показали, что созданное ESSENCE соединение заставляет эту мутацию восстанавливать включение экзона 7 в транскрипт in vitro. Техника была разработана для оптимизации in vivo высвобождения и активности с надеждой, что следующее поколение ESSENCE соединений будет представлять жизнеспособный подход для лечения SMA и многих др. генетических болезней.