DNA一次从3'末端到5'末端读取一个底座。对于每个读取的碱基,核苷酸都配对以生长RNA链。这一直持续到转录终止为止。在原核生物中,该新的RNA转录本可用于翻译。在真核生物中,这种新制成的RNA链称为前MRNA转录本。在可以用于翻译之前,必须进行转录后修改以使其成为成熟的mRNA转录本。在阅读之前,停止并回答以下思想问题以测试您的当前知识:前MRNA转录本与成熟的mRNA转录本有何不同(要具体)?
许多想帮助您对理解充满信心的人。如果您的课程有学习助手或助教,则应与他们联系以查看您想了解更多有关的概念。当您不理解主题时,您的教授也是一个很好的资源。您也可以与同龄人一起学习,也可以通过LRC获得学术支持。如果您想帮助确定如何获得所需的支持,请随时通过lrc@ucdenver.edu与Cu Denver学习资源中心联系,或在学习Commons大楼的前台停留。6。进一步的学习机会:
Veronica Ruta,1 Chiara Naro,1,2 Marco Pieraccioli,1.2 Adriana Leccese,1 Livia Archibugi,Livia Archibugi,3 Eleonora Cesari,2 Valentina Panzeri,1 Chantal Allgo Wer,4 Paolo Gioro giorgio arcidiacono,3.5 Massimo falconi,2.5 carbine,2.6 6.6 Tortora, 2.7 Federica Borrelli, 2 Fabia Attili, 2 Spada, 2 Giuseppe Quero, 2.8 Sergio at Figi, 2.8 Claudio Doglioni, 5.9 Alexander Kleger, 4.10 Gabriele Capurso, 3.5 and Claudio Seven 1.2,11, * 1 Department of Neuroscience, Secation of Human Anatomy, Catholic University of the Sacred Heart, 00168意大利罗马2 A.吉尔利·艾奇(A.圣拉福伊大学,20132年意大利米兰6胰腺和移植手术部,胰腺翻译和临床研究中心,圣拉菲尔科学研究所IRCCS IRCCS,20132年,米兰,意大利7医学肿瘤学圣心,00168意大利罗马9号病理学,胰腺转化与临床研究中心,圣拉菲尔·科学科学研究所IRCCS,20132年,米兰,意大利米兰10跨内科医学Interdicendry pancreatology I司,内科INTERDIC INTERNECAL I,ULM大学医院,89081 ULM,89081 ULM,德国11个领导联系 *coltertices:claudio:Claudio。 https://doi.org/10.1016/j.xcrm.2024.101411
剪接是去除前 mRNA 片段(称为内含子)同时将片段(称为外显子)连接在一起形成成熟 mRNA 的过程 1 。可变剪接是一种现象,其中基因的不同外显子片段剪接在一起形成具有不同序列的成熟 mRNA,大大扩展了单个基因编码的蛋白质库。可变剪接过程深深嵌入基因调控网络中,并控制 90% 以上的人类基因的基因异构体表达 2 。鉴于其普遍性,RNA 剪接失调与许多疾病有关也就不足为奇了 3 – 5 。RNA 测序是一种强大的工具,可用于“读取”转录组并识别不同细胞类型、条件和疾病中可变剪接的变化 2、5、6。但是,缺乏一种可扩展的工具来精确且可逆地“编写”可变剪接。尽管针对特定基因异构体进行降解的异构体特异性 RNAi 或异构体特异性 cDNA 过表达可用于扰乱异构体水平 7、8,但可能无法保持靶基因的整体表达水平。虽然剪接转换反义寡核苷酸 (ASO) 可有效扰乱剪接,甚至已进入临床试验 9,但它们的成本对于大规模研究而言过高,并且需要筛选许多设计以确定有效的靶序列。此外,由于 ASO 本质上是瞬时的,因此它们不适用于需要稳定或可诱导表达的用例。RNA 调节蛋白与异源 RNA 结合结构域的融合,例如 Pumilio/PUF、MS2 外壳蛋白 (MCP)、PP7 外壳蛋白 (PCP) 和 λ N,已经允许人工调节 RNA 过程 10 – 15。例如,通过工程化的 PUF 结构域将富含丝氨酸或富含甘氨酸的结构域束缚到外显子上,分别诱导它们的包含或排除12。然而,这些人工 RNA 效应分子需要蛋白质工程或在靶 RNA 中插入人工标签,并且依赖于短识别序列,这限制了靶向灵活性和特异性。遗传学和表观遗传学领域极大地受益于基于 RNA 引导的 DNA 靶向 CRISPR-Cas 系统的技术的爆炸式增长 16。我们,以及其他一些人,已经成功地实施了分子工具来修改目标 DNA 位点的遗传序列或表观遗传状态 17-25。CRISPR 介导的 DNA 水平基因编辑方法已被用于扰乱剪接(在剪接位点进行碱基编辑/插入缺失或切除整个外显子)19-21。然而,由于共享同一 DNA 片段的 DNA 顺式调控元件(例如转录因子结合位点)可能受到干扰,因此这些方法可能会产生混淆效应。此外,使用 CRISPR 介导的 DNA 缺失或突变方法很难促进外显子的插入。首次证明了使用 CRISPR 靶向 RNA 的激动人心的前景,即将最常用的 DNA 靶向 SpCas9 转化为 RNA 核酸酶“ RCas9 ”,并添加了 PAMmer - 一种寡核苷酸,当与靶 RNA 结合时,会模拟 SpCas9 结合所需的原型间隔区相邻基序 (PAM) 19 。虽然将 RCas9 靶向重复序列不需要 PAMmer 26 ,但重复序列仅占所有 RNA 顺式调控元件的一小部分。继 RCas9 首次报道之后,其他 CRISPR/Cas9 系统也被发现可在体外与单链 RNA 结合 27 、 28 ,但缺乏它们在哺乳动物细胞中体内 RNA 结合的证据。最近发现了来自细菌 CRISPR 系统的 RNA 引导的 RNA 核酸酶 29 – 31 。它们对哺乳动物细胞的适应不仅允许可编程的 RNA 降解 29、31、32,而且还可用于设计新功能,例如 RNA 序列编辑 30、活细胞 RNA 成像 32 和诊断 33。特别是,CasRx 是从 Ruminococcus flavefaciens 中分离出来的最近鉴定出的 IV-D 型 CRISPR-Cas 核糖核酸酶
、闫彤 1 、陈浩然 1 、王嘉华 1 、王英怡 4 、杨叶琴 5 、项略 1 、池在龙 1 、任开群 2 、林斌 6 、林戈 7,8 、李劲松 3,4 、刘勇 1,* 和顾锋 1,2,9,* 来自 1 温州医科大学附属眼视光学院、卫生部视觉科学国家重点实验室、卫生部重点实验室和浙江省眼视光重点实验室,浙江省温州;2 湖南师范大学医学院、湖南省模式动物与干细胞生物学重点实验室、生殖与转化医学湖南省工程研究中心,长沙,中国; 3 中国科学院上海生物化学与细胞生物学研究所、上海分子男科学重点实验室、细胞生物学国家重点实验室、分子细胞科学卓越中心,上海,中国;4 上海科技大学生命科学与技术学院,上海,中国;5 浙江中医药大学护理学院,浙江杭州,中国;6 香港理工大学眼科视光学院,香港,中国;7 中信湘雅生殖与遗传医院,湖南省生殖与遗传临床研究中心,长沙,中国;8 中南大学基础医学院生殖与干细胞工程研究所,长沙,中国;9 湖南师范大学附属广秀医院(湖南广秀医院),长沙,中国
摘要:乳腺癌是全球范围内的主要死亡原因。乳腺癌内分泌调节的复杂性可能使癌细胞逃避特定治疗,导致耐药性和侵袭性疾病。这些乳腺癌通常治疗选择较少。与传统化疗相比,针对癌症患者的靶向治疗可能由于特异性而产生较少的不良副作用。核受体(例如雌激素受体 (ER))的信号通路已被深入研究并用作治疗靶点。最近,雄激素受体 (AR) 在乳腺癌中的作用作为治疗靶点和预后生物标志物越来越受到关注。乳腺癌中组成性活性截短 AR 剪接变体的表达是导致治疗耐药性的可能机制。因此,根据 ER、孕激素受体或人表皮生长因子受体 2 的状态,通过激活或抑制 AR 功能来靶向全长 AR 和 AR 变体,可以提供额外的治疗选择。针对 AR 与其他治疗策略相结合的研究正在进行临床试验中。确定核受体的状态以对患者亚组进行分类和识别将有助于优化和有针对性的联合治疗。
标题:剪接修饰药物的特异性、协同作用和机制作者:Yuma Ishigami 1,*、Mandy S. Wong 1,†,*、Carlos Martí-Gómez 1、Andalus Ayaz 1、Mahdi Kooshkbaghi 1、Sonya Hanson 2、David M. McCandlish 1、Adrian R. Krainer 1,‡、Justin B. Kinney 1,‡。附属机构:1. 冷泉港实验室,纽约州冷泉港,邮编 11724,美国。2. Flatiron 研究所,纽约州纽约,邮编 10010,美国。注:* 同等贡献。† 现地址:Beam Therapeutics,马萨诸塞州剑桥,邮编 02142,美国。 ‡ 通讯:krainer@cshl.edu (ARK)、jkinney@cshl.edu (JBK)。摘要:针对前 mRNA 剪接的药物具有巨大的治疗潜力,但对这些药物作用机制的定量理解有限。在这里,我们介绍了一个生物物理建模框架,可以定量描述剪接修饰药物的序列特异性和浓度依赖性行为。使用大规模并行剪接分析、RNA 测序实验和精确剂量反应曲线,我们将该框架应用于两种用于治疗脊髓性肌萎缩症的小分子药物 risdiplam 和 branaplam。结果定量地确定了 risdiplam 和 branaplam 对 5' 剪接位点序列的特异性,表明 branaplam 通过两种不同的相互作用模式识别 5' 剪接位点,并反驳了 risdiplam 在 SMN2 外显子 7 处活性的现行双位点假说。结果还更普遍地表明,单药协同作用和多药协同作用在促进外显子插入的小分子药物和反义寡核苷酸药物中广泛存在。因此,我们的生物物理建模方法阐明了现有剪接修饰治疗的机制,并为合理开发新疗法提供了定量基础。简介 替代性前 mRNA 剪接已成为药物开发的主要焦点 1-11。美国食品药品管理局批准的首个剪接校正药物是 nusinersen (又名 Spinraza™),它是一种反义寡核苷酸 (ASO),用于治疗脊髓性肌萎缩症 (SMA) 12–14。Nusinersen 通过结合 SMN2 前 mRNA 内含子 7 中的互补位点发挥作用,从而阻断剪接抑制剂 hnRNPA1/A2 的 RNA 结合,促进 SMN2 外显子 7 的包含,并挽救全长 SMN 蛋白表达。由于 nusinersen 分子较大且带负电荷,因此无法有效穿过血脑屏障,而是通过鞘内输送到脑脊液 14。小分子药物 risdiplam (又名 Evrysdi™ 或 RG7916;图 1A) 也被批准用于治疗 SMA 15–17。与 nusinersen 一样,risdiplam 可挽救 SMN2 外显子 7 的插入。与 nusinersen 不同,risdiplam 能够穿过血脑屏障,可以口服。结构数据显示,risdiplam 可结合并稳定由 5' 剪接位点 (5'ss) RNA 和 U1 snRNP 在特定 5'ss 序列处形成的复合物 18,19 。不过,RNA 序列编程 risdiplam 活性的定量方式尚未确定。使问题复杂化的是,两项研究表明 risdiplam 通过与外显子 7 内的第二个 RNA 位点结合进一步刺激 SMN2 外显子 7 的包含 18,20 ,并且该第二个 RNA 结合位点的存在显着增加了 risdiplam 对 SMN2 外显子 7 相对于人类转录组中所有其他 5'ss 的特异性。这种双位点假说已成为 risdiplam 药理特异性的主流解释 1,19,21–50 。然而,risdiplam 识别该第二个 RNA 位点的机制仍不清楚,该第二个 RNA 位点对 risdiplam 激活 SMN2 外显子 7 的定量影响也不清楚。第二种小分子药物 branaplam (又名 NVS-SM1 或 LMI070;图 1B) 也通过将 U1/5'ss 复合物靶向特定的 5'ss 序列来促进 SMN2 外显子 7 的包含 18,51,52。Branaplam 最初是为治疗 SMA 而开发的,但似乎比 risdiplam 具有更多的脱靶效应 18,21,因此不再用于此适应症 53。根据 risdiplam 的双位点假说,有人提出,相对于 risdiplam,branaplam 的脱靶行为增加至少部分是由于 branaplam 不与 SMN2 外显子 7 内的第二个位点结合 18。幸运的是,branaplam 的一个脱靶效应是激活基因 HTT 中的毒性伪外显子。因此,branaplam 被提议作为亨廷顿氏病的潜在治疗方法 54–57。 branaplam 的另一个脱靶位点,即基因 SF3B3 中的伪外显子,也布拉纳普兰不与 SMN2 外显子 7 18 内的第二个位点结合。巧合的是,布拉纳普兰的一个脱靶效应是激活基因 HTT 中的有毒伪外显子。因此,布拉纳普兰已被提议作为亨廷顿氏病的潜在治疗方法 54–57 。布拉纳普兰的另一个脱靶效应,即基因 SF3B3 中的伪外显子,也布拉纳普兰不与 SMN2 外显子 7 18 内的第二个位点结合。巧合的是,布拉纳普兰的一个脱靶效应是激活基因 HTT 中的有毒伪外显子。因此,布拉纳普兰已被提议作为亨廷顿氏病的潜在治疗方法 54–57 。布拉纳普兰的另一个脱靶效应,即基因 SF3B3 中的伪外显子,也