CA-rich顺式元件及其相互作用的反式因子对可变剪接的调控机制

在高等真核生物中，可变剪接是增加基因组多样性与调控基因表达的重要机制，可影响生理与病理条件下各种细胞活动。mRNA前体中存在的顺式元件及其相互作用反式因子在可变剪接调控中发挥关键作用。文献报道，CA-rich顺序有引起可变剪接的功能，但其分子机制不清楚；反式因子YB-1能结合CA-rich顺序并增强可变剪接，而如何调控CA-rich顺序功能机制也不清楚，而其在肿瘤细胞高表达，且与肿瘤细胞的生长、转移与耐药性密切相关。本项目以CD44外显子v4-v7为可变剪接模型，研究CA-rich顺序引起可变剪接、反式因子如YB-1等调控CA-rich顺序功能的分子机制，利用进一步确定的YB-1结合RNA序列在基因组水平高通量寻找YB-1靶基因并分析其调控可变剪接的规律性。通过本项研究，以期阐明CA-rich顺式元件、YB-1等反式因子调控可变剪接的分子机制，并为肿瘤的分子诊断与治疗提供新的视野。

可变剪接是一个增加生物体基因组多样性的重要资源，也是一种被生物体广泛使用的调控基因表达的重要机制。存在于mRNA前体中的顺式元件及与其相互作用的反式因子在剪接调控过程中发挥关键作用。文献报道，CA-rich顺序是一类重要的剪接顺式元件，但其作用机制并不清楚。本项目以CD44外显子v4-v7为研究模型，旨在确定CA-rich顺序在剪接调控中的功能，发现与鉴定能够识别CA-rich顺序的反式作用因子，并重点阐明已知的能够识别CA-rich元件的反式因子YB-1蛋白调控可变剪接的分子机制。. YB-1蛋白是一个多功能的DNA/RNA结合蛋白，它在转录和翻译调控中均能发挥重要作用。最近的一些报道表明，YB-1是一个剪接体相关蛋白并参与可变剪接，但是它调控剪接的分子机制并不清楚。在本项研究中，我们发现YB-1能够特异地结合含有CAUC或CACC核心序列的RNA，并证明了CAUC序列是一类新的剪接增强子。利用CD44基因作为模型，我们阐明YB-1通过结合CD44可变外显子5（v5）中和其上游多聚嘧啶位点中的CAUC序列促进外显子v5剪接的作用方式。U2AF65是识别3’剪接位点中多聚嘧啶区的关键剪接因子，有意思的是，U2AF65并不直接结合外显子v5上游的多聚嘧啶区。进一步的研究发现YB-1与U2AF65发生直接相互作用，并揭示了YB-1通过结合RNA识别序列招募U2AF65到较弱的多聚嘧啶区，从而激活外显子剪接的分子机制。. 哺乳动物基因的3’剪接位点顺序十分不保守，大量内含子的3’剪接位点中多聚嘧啶区缺乏U2AF65结合序列，这些3’剪接位点是如何被识别的一直是大家关心的问题。我们的研究结果不仅发现了YB-1在调控3’剪接位点识别中的新功能，同时也提示了其它RNA结合蛋白也可能通过这一方式参与了弱的3’剪接位点的识别。此外，我们在CD44外显子v4-v7中鉴定了一些CA-rich元件，并鉴定到了一些可能识别这些元件的反式作用因子。对这些CA-rich元件与反式因子的研究正在深入开展。通过本项目的实施，不仅增加了我们对重要剪接顺式元件CA-rich顺序以及反式因子YB-1调控剪接的了解，而且为认识哺乳动物中3’剪接位点的识别机制提供了新的研究方向。