Przeprogramowanie RNA przez RNA za pomocą transkrybowania RNA za pośrednictwem splicosomów cd

Powszechne stosowanie alternatywnego splicingu sugeruje, że spliceosomy są wszechstronnymi enzymami zdolnymi do usuwania szerokiej gamy intronów i ligowania różnych eksonów oraz argumentują przeciwko wąskiemu spojrzeniu na to, co stanowi gen i jego kodowanie plastyczności. Przeprogramowanie informacji genetycznej przez sortowanie eksonów podczas alternatywnego składania jest koncepcyjnie bardzo podobne do przeprogramowania mRNA za pośrednictwem trans-splicingu pośredniczonego przez spliceosom. Zamiast oszukiwać naturę (19), SMaRT podąża za naturą. Figura 4 Schemat dwóch wariantów mRNA pochodzących z alternatywnego składania pierwotnego transkryptu. W sytuacji I, egzon 2 jest rozpoznawany, natomiast ekson 3 nie jest i jest interpretowany jako część dużego intronu. Natomiast odwrotnie jest sytuacja II. W wielu przypadkach alternatywne splicing jest ściśle regulowany w specyficzny sposób typu komórki (27). A, odnosi się do ogona poliA w 3. koniec mRNA. Cis-splicing versus trans-splicing Reakcje splicingu opisane powyżej najczęściej obejmują miejsca splicingu zlokalizowane w obrębie jednej cząsteczki RNA i dlatego uważa się, że występują w cis (Figura 2). Jednak u trypanosomów, płazińców i nicieni wyspecjalizowane spliceosomy mogą pośredniczyć w trans-splicingu między wysoce strukturalnymi RNA o krótkich liderach i wieloma różnymi pre-mRNA (patrz przegląd i dyskusja w odnośniku 20). Te wyspecjalizowane reakcje trans-splicingu są bardzo wydajne. Jednakże u ssaków trans-splicing konwencjonalnych pre-mRNA wydaje się być niezwykle rzadki, co sugeruje mechaniczną barierę dla trans-splicingu (21. 24). Zasadniczo, niski poziom naturalnie występującego trans-splicingu może być spowodowany obecnością trans-działających inhibitorów lub brak specyficznych trans-aktywatorów w komórkach ssaków. Te hipotezy zostały wykluczone, gdy wykazano, że wyspecjalizowane RNA o krótkich liderach mogą trans-splicingować do pre-mRNA w komórkach ssaków (25). Blok wydajnego trans-splicingu byłby również oczekiwany, gdyby spliceosomy musiały skanować konwencjonalne introny w celu uzyskania zestawienia miejsc splicingowych i późniejszego składania. Skanowanie było zasadniczo wykluczone, gdy wykazano, że pre-mRNA, które zawiera przeszkody w skanowaniu, łączy in vitro z niezmienioną wydajnością (26). Zmiana sprzeciwu dotyczącego skanowania pozostała jednak możliwa, ponieważ splicing in vivo zachodzi kotransskrybująco i wydłużona polimeraza RNA II jest prawdopodobnie związana z komponentami spliceosomu, które rozpoznają miejsca splicingowe (przegląd w pozycjach 27, 28). Takie tethering miejsc składania może znacząco zmniejszyć prawdopodobieństwo, że spotkają się miejsca składania w dwóch powstających transkryptach. Ta potencjalna bariera dla naturalnie występujących trans-splicingu musi być dokładnie rozważona przy projektowaniu docelowego efektora SMaRT. Przeprogramowanie mRNA metodą SMaRT Docelowe splicingowanie RNA za pośrednictwem splicosomów wymaga trzech składników: spliceosomu, docelowego pre-mRNA i efektora SMaRT lub cząsteczki pre-trans-splicing (PTM) (Figura 5). Spliceosom i docelowy pre-mRNA są dostarczane przez komórkę; PTM jest cząsteczką RNA, która jest wprowadzana sztucznie i zostanie szczegółowo opisana poniżej. Zastosowanie spliceosomu, wydajnego i wszechstronnego endogennego enzymu, zapewnia znaczną przewagę nad metodami trans-splicingu, które wymagają wprowadzenia egzogennego rybozymu (5. 8). Ta różnica może tłumaczyć widoczną wyższą skuteczność naprawy mRNA za pośrednictwem splicoskomu (patrz dyskusja w odnośniku 12). Drugi składnik, docelowy pre-mRNA, jest prekursorem przeprogramowanego mRNA (Figura 5). Aby być substratem dla splicingowego splicingu za pośrednictwem splicosomów, ten docelowy pre-mRNA musi zawierać co najmniej jeden intron, a przeprogramowanie można osiągnąć tylko przez trans-splicing w naturalnie występujących miejscach składania w celu, chociaż wymaganie naturalnie występujące miejsca splicingowe stanowią ograniczenie w stosunku do ukierunkowanego trans-splicingu, w którym pośredniczy transkrypcja rybozymu I grupy I, liczba docelowych genów podatnych na przeprogramowanie przez docelowy SMaRT prawdopodobnie przekroczy 90% genów kodujących białka (14, 15). Zależność od ekspresji pre-mRNA celu może zapewnić trans-splicing ze specyficznością typu komórki, która może być dodatkowo wzmocniona przez regulację wzoru ekspresji PTM. Ta zaleta docelowej zależności jest dzielona przez wszystkie metody trans-splicingu w stosunku do technik wykorzystujących bezpośrednią ekspresję genów. Dwa składniki komórkowe stosowane przez SMaRT, spliceosom i docelowy pre-mRNA, zapewniają te reakcje trans-splicingu z wyjątkowymi zaletami w porównaniu z konwencjonalnymi strategiami terapii genowej. Figura 5 Wiarygodność przeprogramowania mRNA przez docelowy SMaRT. Figura pokazuje schemat reakcji splicingu obejmujących pre-mRNA i PTM z trzema eksonami
[hasła pokrewne: identyfikator uczestnika zjazdu, trening umiejętności społecznych scenariusz, rezonans magnetyczny otwarty warszawa ]
[podobne: skoki spadochronowe łódź, rozgrzewka przed ćwiczeniami, jogurt naturalny przepis ]