Роль консервативных вторичных структур в интронах генов в

ÓÄÊ 577.21 <851>
Ðîëü êîíñåðâàòèâíûõ âòîðè÷íûõ ñòðóêòóð â èíòðîíàõ ãåíîâ
â ðåãóëÿöèè àëüòåðíàòèâíîãî ñïëàéñèíãà. Ýêñïåðèìåíòàëüíàÿ ïðîâåðêà
ñ èñïîëüçîâàíèåì ¾ìèíèãåíîâ¿
1,2
Ì.Þ. Ïè÷óãèíà
1
1
, Ï.Ì. Ðóáöîâ
marpich@yandex.ru
Èíñòèòóò ìîëåêóëÿðíîé áèîëîãèè èì. Â.À. Ýíãåëüãàðäòà ÐÀÍ, 2 Ìîñêîâñêèé
ôèçèêî-òåõíè÷åñêèé èíñòèòóò (ãîñóäàðñòâåííûé óíèâåðñèòåò)
Àëüòåðíàòèâíûé ñïëàéñèíã èãðàåò âàæíóþ ðîëü â îáåñïå÷åíèè òîíêîé ðåãóëÿöèè
ýêñïðåññèè ãåíîâ ýóêàðèîò, à åãî íàðóøåíèÿ ìîãóò áûòü ïðè÷èíîé íàñëåäñòâåííûõ
çàáîëåâàíèé. Ìíîãèå âîïðîñû, êàñàþùèåñÿ ðàñïîçíàâàíèÿ ýêçîíîâ è âûáîðà âàðèàíòîâ àëüòåðíàòèâíîãî ñïëàéñèíãà äî ñèõ ïîð îñòàþòñÿ îòêðûòûìè. Âûñîêàÿ âûðîæäåííîñòü íóêëåîòèäíûõ ïîñëåäîâàòåëüíîñòåé öèñ-ýëåìåíòîâ ñïëàéñèíãà è áîëüøàÿ ïðîòÿæ¼ííîñòü èíòðîíîâ çàòðóäíÿþò ïðåäñêàçàíèå âîçìîæíûõ ñöåíàðèåâ àëüòåðíàòèâíîãî ñïëàéñèíãà. Îäíèì èç ýëåìåíòîâ, êîòîðûå ìîãóò âëèÿòü íà âûáîð
àëüòåðíàòèâíûõ ïóòåé ñïëàéñèíãà, ÿâëÿþòñÿ âòîðè÷íûå ñòðóêòóðû â ïðå-ìÐÍÊ,
îáðàçîâàííûå âçàèìîêîìïëåìåíòàðíûìè ó÷àñòêàìè èíòðîíîâ [1]. Êîíñåðâàòèâíûå
ïîñëåäîâàòåëüíîñòè òàêîãî òèïà îáíàðóæåíû âî ìíîãèõ àëüòåðíàòèâíî ñïëàéñèðóåìûõ ãåíàõ ýóêàðèîò [2, 3]. Ýêñïåðèìåíòàëüíàÿ ïðîâåðêà âëèÿíèÿ òàêèõ ñòðóêòóð íà
ñïëàéñèíã âîçìîæíà ñ èñïîëüçîâàíèåì ýêñïðåññèè ¾ìèíèãåíîâ¿ â êóëüòèâèðóåìûõ
êëåòêàõ è àíàëèçà ïðîäóêòîâ èõ ñïëàéñèíãà. Òàêîé ïîäõîä áûë óñïåøíî ïðèìåíåí íàìè äëÿ ïðîâåðêè âëèÿíèÿ íà ñïëàéñèíã âòîðè÷íîé ñòðóêòóðû, îáðàçóåìîé
ó÷àñòêàìè èíòðîíà 9 (¾áîêñû 1 è 2¿) ãåíà ôàêòîðà ñïëàéñèíãà SF1 ÷åëîâåêà. Ñ
èñïîëüçîâàíèåì ñèñòåìû ýêñïðåññèè ìèíèãåíà SF1 â êëåòêàõ HEK293 ÷åëîâåêà ïîêàçàíî, ÷òî ââåäåíèå ìóòàöèé, ñíèæàþùèõ ñòàáèëüíîñòü ïîòåíöèàëüíûõ äóïëåêñîâ
¾áîêñ 1 áîêñ 2¿, ñìåùàåò àêöåïòîðíûé ñàéò ñïëàéñèíãà â 3'-íàïðàâëåíèè íà 21
íóêëåîòèäó, à âîññòàíîâëåíèå êîìïëåìåíòàðíîñòè ¾áîêñîâ¿ ïóòåì ââåäåíèÿ êîìïåíñèðóþùèõ ìóòàöèé âîññòàíàâëèâàåò íîðìàëüíûé õàðàêòåð ñïëàéñèíãà [3]. Ñìåùåíèå àêöåïòîðíîãî ñàéòà ñïëàéñèíãà âåäåò ê óäàëåíèþ èç áåëêà îëèãîïåïòèäà
361-SLMSTTQ-367, ñîäåðæàùåãî îñòàòêè ñåðèíà è òðåîíèíà, êîòîðûå òåîðåòè÷åñêè ìîãóò áûòü ñàéòàìè ôîñôîðèëèðîâàíèÿ ñåðèí/òðåîíèíîâûõ ïðîòåèíêèíàç [4].
Ïîäõîä ñ èñïîëüçîâàíèåì ýêñïðåññèè ¾ìèíèãåíîâ¿ â êëåòêàõ HEK293 èñïîëüçóåòñÿ
íàìè äëÿ ïðîâåðêè âëèÿíèÿ âòîðè÷íûõ ñòðóêòóð íà ñïëàéñèíã äðóãèõ ãåíîâ ÷åëîâåêà SLC39A7, HNRNPK, PRPF39, SRSF7, ZFX, ZNF384.
Ëèòåðàòóðà
1.
Warf M., Berglund J.
Role of RNA structure in regulating pre-mRNA splicing //
Trends Biochem. Sci. 2010. V. 35. P. 169178.
2.
Raker V.A., Mironov A.A., Gelfand M.S., Pervouchine D. D.
Modulation of alternative
splicing by long-range RNA structures in Drosophila // Nucleic Acids Res. 2009. V. 37. P. 45334544.
1
3.
4.
2
Pervouchine D.D., Khrameeva E.E., Pichugina M.Yu., Nikolaienko O.V., Gelfand
M.S., Rubtsov P.M., Mironov A.A. Evidence for widespread association of mammalian
splicing and conserved long-range RNA structures // RNA. 2012. V. 18. P. 1
15.
Sequence- and structure-based prediction
of eukaryotic protein phosphorylation sites // J. Mol. Biol. 1999. V. 294. P. 13511362.
Bloom N., Gammeltoft S., Brunak S.