沒人知道一天中有多少次，甚至在一個小時內，我們體內的數萬億個細胞需要製造多少蛋白質，但我們知道，細胞會以大規模的方式在不斷製造蛋白質，一旦該過程發生的話，細胞核中就會發生一種稱之為RNA剪接（RNA splicing）的編輯過程，其能夠確保RNA指令被傳送至與機體基因藍圖精確對應的細胞工廠中。
圖片來源：Diagram courtesy of Khan Academy
近日，一項刊登在國際雜誌Molecular Cell上的研究報告中，來自冷泉港實驗室的研究人員通過研究闡明了指導細胞加工這些RNA信息的規則，這或許能幫助研究人員準確預測特殊遺傳突變如何影響上述過程，同時還能幫助估測特殊突變如何影響機體的患病風險。剪接作用會從原始未編輯的基因RNA拷貝中移除內含子片段，從而留下編碼蛋白質的外顯子區域，人類基因組中有超過20萬個內含子片段，如果其進行了不精確地拼接，細胞就會產生大量缺陷蛋白質，所帶來的後果就是致命性的，大約14%的單字符突變就與多種人類疾病直接相關。
細胞中的剪接機器能夠尋找剪接位點來從原始的RNA信息中準確移除內含子，基因組中所有剪接位點都比較相似但卻並不相同，而且小型的改變並不總會損傷剪接的效率，對於內含子5』剪接位點而言，在首個和第二個DNA位點，突變常常會產生較強的影響，而內含子其它位點的突變則會產生一些戲劇性的效果或者沒有任何影響。
目前研究人員很難預測疾病相關基因中剪接位點的突變如何影響患者的患病風險，比如，BRCA1和BRCA2基因的突變就會增加女性患乳腺癌和卵巢癌的風險，但並不是每一個突變都是有害的。文章中，研究人員在所有可能的DNA組合元件中都創建了5』拼接位點，隨後測定了相應的內含子從RNA片段上移除後所發生的結果，這項研究中，研究人員利用了來自BRCA2和IKBKAP及SMN1基因的內含子進行了研究，IKBKAP及SMN1基因的突變會誘發神經變性疾病。
在上述三個基因的內含子中，研究人員檢測了3.2萬個5』拼接位點，他們發現，在不同的內含子中，特定的DNA序列會與相似的拼接有效或無效直接相關，而每一個基因的其它特性似乎更傾向於在每一種特殊的情況下修飾對機體所帶來的影響，換句話說，給定的5』拼接位點內部的突變或許會影響剪接作用是可以進行預測的，但其也會被剪接位點自身所影響。研究者表示，後期他們還將進行更為深入的研究來幫助預測特殊剪接位點突變所帶來的影響。
原始出處：Mandy S. Wong, Justin B. Kinney, Adrian R. Krainer. Quantitative Activity Profile and Context Dependence of All Human 5′ Splice Sites. Molecular Cell, 2018; DOI: 10.1016/j.molcel.2018.07.033
Cell：細胞治療領域觀察者
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