RNA二級結構在A-IRNA編輯和互斥剪接中的作用及其機制研究.pdf

1、RNA編輯和可變剪接是轉錄后加工過程中兩種重要的加工方式，能夠增加蛋白質和功能的多樣性，與細胞分化和發(fā)育及疾病的發(fā)生發(fā)展等密切相關。雖然A-Ⅰ RNA編輯通過ADAR酶作用于雙鏈RNA特定位點上的腺苷(A)，使其脫氨基變成肌苷(Ⅰ)的作用機理已經被闡明，但是其生物學意義仍存在較大爭議:增加蛋白質多樣性或者維持進化保守性？黑腹果蠅Dscam基因通過互斥可變剪接能夠產生38，016種不同的異構體，是許多教科書和專著中關于可變剪接的經典案例，

2、但是其互斥可變剪接機制目前還知之甚少。
　　 本文首先通過對在進化上跨越了3億年的昆蟲綱物種:黑腹果蠅(Drosophilamelanogaster)、淡色庫蚊(Culex pipiens)、人蚤(Pulex irritans)、家蠶(Bombyxmori)、赤谷擬盜（Tribolium castaneum）、蜜蜂(Apis mellifera)、人虱（Pediculushumanus）和桃蚜（Myzus persicae）的鉀

3、離子通道基因Kv2的A-Ⅰ RNA編輯數(shù)據(jù)進行分析，發(fā)現(xiàn)了A-Ⅰ RNA編輯大多改變高度保守的蛋白區(qū)域中較不保守的密碼子，揭示了RNA編輯具有產生蛋白多樣性和維持進化保守性的雙重功能。此外，通過將RNA編輯與DNA水平上的變異聯(lián)系起來，揭示了細胞核A-Ⅰ RNA編輯與DNA水平上變異的關系:轉錄后的mRNA通過A-Ⅰ RNA編輯可以修正DNA水平上G到A的突變，同時被編輯的I(G)也可以'牢固嵌入'基因組DNA，導致A到G的突變。

4、>　　 基于A-ⅠRNA編輯中RNA二級結構的啟發(fā)，我們構建了一個互斥可變剪接模型并通過RNA補償突變等技術進行深入系統(tǒng)的研究，發(fā)現(xiàn)黑腹果蠅14-3-3ζ基因中存在著一類介導可變剪接的特異順式作用元件，其具有物種特異性和二級結構保守性。該類特異順式作用元件通過競爭性互補配對機制調控pre-mRNA中互斥外顯子的選擇。進一步地研究顯示該類特異性順式作用元件通過靠近激活和環(huán)內抑制兩種方式，并聯(lián)合其他順式作用元件共同調控可變外顯子的互斥可變

5、剪接。此外，研究還顯示互斥外顯子的選擇強度與RNA結構的微小交化緊密相關，其與RNA配對強度呈正相關、與距離長度呈負相關，表明RNA二級結構物理競爭和外顯子選擇密切相關。在此基礎上，通過外顯子復制模擬實驗，證實了該類RNA互補配對介導的互斥可變剪接具有進化擴展?jié)摿?。最后，根?jù)該模型的特性:選擇序列和錨定位點是位于互斥外顯子后的內含子中的保守序列元件，解碼了黑腹果蠅Dscam基因外顯子簇4和9及MHC基因互斥外顯子7、9和11的RNA互補