【科研】轉錄組--可變剪接

2021-02-22 北京康旭醫學

（英語：Alternative splicing；又稱「選擇性剪接」）是基因表達的方式。真核細胞的基因序列中，包含了內含子與外顯子，兩者交互穿插。其中內含子在基因轉錄成mRNA前體後會被RNA剪接體，通過不同的剪接方式 ( 選擇不同的剪接位點 )移除，剩下的外顯子才是能夠存在於成熟mRNA（之後再進一步轉譯成蛋白質）的片段。

一條未經剪接的RNA，含有的多種外顯子被剪成的不同組合，可轉譯出不同的蛋白質。選擇性剪接能夠將真核細胞中僅有的20,000個基因轉化成為大約95,000個獨特蛋白質，即能將同一基因中的外顯子以不同的組合方式來表現，使一個基因在不同時間、不同環境中能夠製造出不同的蛋白質（基因表達調控），可增加生理狀況下系統的複雜性或適應性。

其實可變剪接是一種常規的生物學過程，90-95％的人類多外顯子都可以通過可變剪接產生多個轉錄本，這便是產生更多樣化的蛋白質組的原因。可變剪接在組織分化等多個重要的生物學過程中都扮演著重要的角色，它的紊亂可以引起包括腫瘤在內的多種疾病的發生。

基因組最初的轉錄產物其實並不是成熟的mRNA分子，而是它的前體pre-mRNA，那麼怎麼變成成熟的mRNA呢，就需要從pre-mRNA中將非編碼蛋白質的內含子 ( intron ) 切除，然後拼接剩下的編碼蛋白質的外顯子( exon )。

v 外顯子跳躍（Exon Skipping, ES）

v 內含子保留（Retention Intron , RI）

v 5'端可變剪接（Alternative 5' splice Site, A5SS）

v 3'端可變剪接（Alternative 3』 splice site）

v 互斥可變外顯子（Mutually Exclusive Exon）

RNA的剪接是在由剪接體完成的，剪接體是由小核核糖核蛋白 ( snRNP ) 及其相關蛋白輔助因子 ( BOX1 ) 組成的動態細胞機器。從小核核糖核蛋白 ( snRNP ) U1與內含子5'剪接位點的偶聯開始逐步進行剪接，後在多個輔因子「膠水」的作用下，逐漸把剪切的兩個外顯子逐漸連接在一起，連接起來後，這些剪接因子會被釋放，並去尋找新的「衣服」。有趣的是，剪接體形成的所有主要步驟都是可逆的，這表明在剪接過程中也是不斷校正的過程。體外實驗研究表明，部分組裝的剪接體能夠在可變剪接位點拆卸和重新組裝。

剪接位點的選擇取決於剪接位點的強度。當前體mRNA上有一些位點可以與剪接體的核心成分 ( 例如snRNP U1 ) 形成穩定相互作用時，這樣的位點被稱為強力拼接點。剪接體更有效地識別強剪接位點，並且次用於較弱的位點，因此剪接在強位點處更一致地發生。然而，剪接體調節網絡可以通過沉默更強的剪接位點和增強弱剪接位點來改變這些競爭位點的強度，主要通過反式剪接因子。通過這種方式，新生的pre-mRNA中這些競爭性融合體歸巢信號之間的相互作用可導致優先選擇非常規剪接位點，可變剪接由此產生。

 

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