可变剪接在神经精神疾病中的作用研究进展
2021-01-18黄鸣鹤吴海涛
黄鸣鹤,吴海涛,2
(1.南华大学衡阳医学院,湖南 衡阳 421001;2.军事科学院军事医学研究院军事认知与脑科学研究所,北京 100850)
真核生物基因表达调控可在多个层面进行,包括基因水平、转录和转录后水平、翻译和翻译后水平,其中编码基因DNA中包含外显子和内含子,在转录生成前体mRNA后,在剪接复合物作用下,可对外显子和内含子进行拼接,产生不同的成熟mRNA转录本,此过程谓之可变剪接(alternative splicing,AS)。此后,不同mRNA转录本在核糖体内翻译合成各种蛋白质,行使各种复杂的生物学功能。
AS于1977年由ROBERTS和SHARP实验室首次发现并报道。次年,GALLEGO-PAEZ[1]建议将成熟mRNA中包含和剔除的片段分别命名为“外显子”和“内含子”。AS是基因表达过程中的普遍调节机制,其可从单个基因中产生1个以上的独特mRNA种类。AS可产生在非翻译区(untranslated region,UTR)或编码序列中不同的mRNA,其机制包括外显子跳跃、互斥外显子之间的选择、替代剪接位点的使用和内含子保留[2]。这些差异可能会影响mRNA的稳定性、定位或翻译[3]等功能。高通量研究发现,>95%人类多外显子基因存在AS[4]。
近年来,神经系统中的RNA剪接调控一直是领域内的重要研究方向之一[5]。随着对脊椎动物神经系统发育和神经精神疾病研究的逐步深入,越来越多研究表明,AS在神经元轴突生长、生长锥引导、突触发生和离子通道活动等过程中发挥关键作用[6]。一些研究也提示,神经元发育和稳态维持对于AS扰动更为敏感,AS在多种发育性神经精神疾病进程中发挥着关键作用[7]。
1 可变剪接的基本生物学过程
AS是一种进化上保守的转录后过程,它增加了真核生物中RNA和蛋白质的多样性。……
