RNA結(jié)合蛋白QKI在可變剪接調(diào)控中的機(jī)制與功能研究_第1頁(yè)
RNA結(jié)合蛋白QKI在可變剪接調(diào)控中的機(jī)制與功能研究_第2頁(yè)
RNA結(jié)合蛋白QKI在可變剪接調(diào)控中的機(jī)制與功能研究_第3頁(yè)
RNA結(jié)合蛋白QKI在可變剪接調(diào)控中的機(jī)制與功能研究_第4頁(yè)
RNA結(jié)合蛋白QKI在可變剪接調(diào)控中的機(jī)制與功能研究_第5頁(yè)
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RNA結(jié)合蛋白QKI在可變剪接調(diào)控中的機(jī)制與功能研究一、引言1.1研究背景與意義在真核生物的基因表達(dá)過(guò)程中,RNA可變剪接(AlternativeSplicing)是一項(xiàng)極為關(guān)鍵的調(diào)控機(jī)制。從本質(zhì)上講,可變剪接允許一個(gè)基因通過(guò)不同的剪接方式,從同一個(gè)前體mRNA(pre-mRNA)產(chǎn)生多種成熟的mRNA轉(zhuǎn)錄本,進(jìn)而翻譯出不同的蛋白質(zhì)異構(gòu)體。這一過(guò)程極大地增加了蛋白質(zhì)組的復(fù)雜性和基因組的編碼潛力。據(jù)統(tǒng)計(jì),人類(lèi)基因組中超過(guò)90%的基因存在可變剪接現(xiàn)象,這使得有限數(shù)量的基因能夠產(chǎn)生數(shù)量龐大且功能各異的蛋白質(zhì),成為生物體復(fù)雜性和多樣性的重要分子基礎(chǔ)??勺兗艚釉谏锏纳L(zhǎng)、發(fā)育、分化等多個(gè)生理過(guò)程中扮演著不可或缺的角色。在胚胎發(fā)育階段,可變剪接精確調(diào)控著細(xì)胞的分化和組織器官的形成。例如,在神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育過(guò)程中,特定基因的可變剪接決定了神經(jīng)元的形態(tài)、功能以及神經(jīng)回路的構(gòu)建,確保神經(jīng)信號(hào)的準(zhǔn)確傳遞和神經(jīng)系統(tǒng)的正常功能。在免疫系統(tǒng)中,可變剪接參與抗體的生成和T細(xì)胞受體的多樣化,增強(qiáng)機(jī)體對(duì)病原體的免疫應(yīng)答能力。而一旦可變剪接發(fā)生異常,往往會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的疾病,包括癌癥、神經(jīng)退行性疾病、心血管疾病等。在癌癥中,許多癌基因和抑癌基因的可變剪接模式發(fā)生改變,影響腫瘤細(xì)胞的增殖、凋亡、遷移和侵襲等生物學(xué)行為,為腫瘤的發(fā)生發(fā)展提供了分子驅(qū)動(dòng)力。RNA結(jié)合蛋白(RNA-bindingproteins,RBPs)作為可變剪接的重要調(diào)控因子,能夠識(shí)別并結(jié)合到pre-mRNA的特定序列或結(jié)構(gòu)上,通過(guò)與剪接體成分相互作用,直接或間接地影響剪接位點(diǎn)的選擇和剪接過(guò)程的進(jìn)行。在眾多的RNA結(jié)合蛋白中,QKI(Quaking)蛋白因其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和廣泛的生物學(xué)功能而備受關(guān)注。QKI屬于信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)與RNA激活(STAR)蛋白家族,其結(jié)構(gòu)中包含一個(gè)標(biāo)志性的STAR功能區(qū),該功能區(qū)由RNA結(jié)合區(qū)域、KH結(jié)構(gòu)域及其兩側(cè)的QUA1和QUA2結(jié)構(gòu)域組成。這種特殊的結(jié)構(gòu)賦予了QKI與RNA高親和力結(jié)合的能力,并使其能夠參與多種生物學(xué)過(guò)程的調(diào)控。QKI在生物體的發(fā)育和生理過(guò)程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。在神經(jīng)系統(tǒng)中,QKI對(duì)神經(jīng)髓鞘的形成至關(guān)重要。研究表明,QKI基因的突變會(huì)導(dǎo)致小鼠出現(xiàn)髓鞘發(fā)育異常,進(jìn)而引發(fā)神經(jīng)系統(tǒng)功能障礙,表現(xiàn)為震顫、驚厥等癥狀。在心血管系統(tǒng)發(fā)育過(guò)程中,QKI參與心肌細(xì)胞的分化和心臟肌纖維結(jié)構(gòu)的形成。復(fù)旦大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院孫寧課題組等利用CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)和人胚胎干細(xì)胞定向心肌細(xì)胞分化體系,結(jié)合小鼠Qki敲除模型,闡明了QKI在心臟發(fā)育成熟過(guò)程中的調(diào)控作用。研究發(fā)現(xiàn),QKI基因表達(dá)的缺失會(huì)引起ACTN2第8個(gè)外顯子異常被跳躍,導(dǎo)致無(wú)義介導(dǎo)的mRNA降解,進(jìn)而影響心肌細(xì)胞的纖維排列和收縮力。此外,QKI還在細(xì)胞的增殖、分化、遷移等過(guò)程中發(fā)揮著重要的調(diào)節(jié)作用。在腫瘤研究領(lǐng)域,QKI也展現(xiàn)出重要的研究?jī)r(jià)值。越來(lái)越多的證據(jù)表明,QKI在多種腫瘤中發(fā)揮著抑癌基因的作用,其表達(dá)水平的降低與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展和預(yù)后密切相關(guān)。中國(guó)科學(xué)院分子細(xì)胞科學(xué)卓越創(chuàng)新中心惠靜毅團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)QKI蛋白在非小細(xì)胞肺癌中通常表達(dá)下調(diào),且其下調(diào)與早期患者的生存期縮短顯著相關(guān)。深入研究QKI在腫瘤中的作用機(jī)制,發(fā)現(xiàn)QKI可通過(guò)調(diào)控其關(guān)鍵靶點(diǎn)NUMB基因的剪接,抑制肺癌細(xì)胞增殖,并阻止Notch信號(hào)通路的異常激活。然而,盡管目前對(duì)QKI的研究取得了一定的進(jìn)展,但QKI調(diào)控可變剪接的詳細(xì)分子機(jī)制以及其在不同生物學(xué)過(guò)程中的具體功能仍存在許多未知之處,亟待深入探索。對(duì)RNA結(jié)合蛋白QKI調(diào)控可變剪接的機(jī)制和功能進(jìn)行深入研究,具有重要的理論意義和潛在的應(yīng)用價(jià)值。在理論層面,有助于我們深入理解基因表達(dá)調(diào)控的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò),揭示生物體生長(zhǎng)、發(fā)育和疾病發(fā)生的分子機(jī)制,填補(bǔ)可變剪接調(diào)控領(lǐng)域的知識(shí)空白,為進(jìn)一步拓展生物學(xué)理論提供重要依據(jù)。在應(yīng)用方面,QKI有望成為疾病診斷、預(yù)后評(píng)估的新型生物標(biāo)志物。通過(guò)檢測(cè)QKI的表達(dá)水平和可變剪接模式,能夠更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)疾病的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)、發(fā)展進(jìn)程和治療效果,為臨床診斷和治療提供有力支持。此外,QKI還可能成為疾病治療的潛在靶點(diǎn)?;趯?duì)QKI調(diào)控機(jī)制的深入理解,開(kāi)發(fā)針對(duì)QKI的小分子抑制劑或激活劑,以及基于RNA干擾技術(shù)的靶向治療方法,為癌癥、神經(jīng)退行性疾病等重大疾病的治療開(kāi)辟新的途徑,具有廣闊的應(yīng)用前景。1.2QKI蛋白概述1.2.1QKI蛋白結(jié)構(gòu)特征QKI蛋白屬于信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)與RNA激活(STAR)蛋白家族,其結(jié)構(gòu)組成獨(dú)特且復(fù)雜,包含多個(gè)功能結(jié)構(gòu)域,這些結(jié)構(gòu)域協(xié)同作用,賦予了QKI蛋白與RNA高親和力結(jié)合以及參與多種生物學(xué)過(guò)程調(diào)控的能力。從整體結(jié)構(gòu)來(lái)看,QKI蛋白具有一個(gè)標(biāo)志性的STAR功能區(qū),這是其發(fā)揮功能的核心結(jié)構(gòu)。該功能區(qū)由三個(gè)主要部分組成:RNA結(jié)合區(qū)域、KH結(jié)構(gòu)域以及位于KH結(jié)構(gòu)域兩側(cè)的QUA1和QUA2結(jié)構(gòu)域。其中,KH結(jié)構(gòu)域,全稱(chēng)為異質(zhì)性細(xì)胞核核糖體蛋白顆粒K同源性(heterogeneousnuclearribonucleoproteinparticleKhomology)結(jié)構(gòu)域,是一段在進(jìn)化過(guò)程中高度保守的氨基酸序列,從酵母菌到人類(lèi)等多種生物體中均有存在。在眾多RNA結(jié)合蛋白中,通常包含多個(gè)重復(fù)的KH結(jié)構(gòu)域序列,它們相互協(xié)作,形成最適宜的空間結(jié)構(gòu)以促進(jìn)與RNA的結(jié)合。而STAR蛋白家族作為RNA結(jié)合蛋白中的一個(gè)亞家族,QKI蛋白僅含有一個(gè)較大的KH結(jié)構(gòu)域,被稱(chēng)為maxi-KH。其5’端和3’端分別連接著QUA1和QUA2結(jié)構(gòu)域,這兩個(gè)結(jié)構(gòu)域同樣具有較高的保守性,分別由大約80個(gè)和30個(gè)氨基酸組成。研究表明,單獨(dú)的maxi-KH結(jié)構(gòu)域無(wú)法與RNA結(jié)合,只有當(dāng)整個(gè)STAR功能區(qū)完整存在時(shí),QKI蛋白才能與RNA實(shí)現(xiàn)高親和力的結(jié)合。此外,QKI蛋白還需形成同源寡聚體,才能有效地發(fā)揮與RNA結(jié)合的功能。除了STAR功能區(qū)外,多數(shù)QKI蛋白還含有與信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)有關(guān)的序列,例如富含脯氨酸的區(qū)域、SH3和WW結(jié)合位點(diǎn)等。這些信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)相關(guān)序列使得QKI蛋白能夠在細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳導(dǎo)通路中發(fā)揮作用,進(jìn)一步拓展了其生物學(xué)功能。QKI蛋白結(jié)構(gòu)中的RNA結(jié)合區(qū)域?qū)ζ渑cRNA的結(jié)合特性起著決定性作用。該區(qū)域能夠特異性地識(shí)別并結(jié)合到RNA分子上的特定序列或結(jié)構(gòu)。通過(guò)生物信息學(xué)分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,發(fā)現(xiàn)QKI蛋白傾向于結(jié)合富含ACUAAC基序的RNA序列。這種特異性結(jié)合并非偶然,而是由RNA結(jié)合區(qū)域的氨基酸組成和空間構(gòu)象所決定的。RNA結(jié)合區(qū)域中的氨基酸殘基通過(guò)與RNA分子上的堿基、磷酸基團(tuán)等形成氫鍵、靜電相互作用以及范德華力等,實(shí)現(xiàn)了對(duì)特定RNA序列的精準(zhǔn)識(shí)別和緊密結(jié)合。當(dāng)QKI蛋白的RNA結(jié)合區(qū)域與RNA分子結(jié)合后,會(huì)誘導(dǎo)RNA分子發(fā)生構(gòu)象變化,進(jìn)而影響RNA分子的后續(xù)加工和代謝過(guò)程。這種構(gòu)象變化可能會(huì)暴露或掩蓋RNA分子上的其他調(diào)控元件,從而改變RNA與其他蛋白質(zhì)或小分子的相互作用,最終實(shí)現(xiàn)對(duì)基因表達(dá)的調(diào)控。QKI蛋白的結(jié)構(gòu)特征使其具備了獨(dú)特的與RNA結(jié)合特性,這種結(jié)構(gòu)與功能的緊密聯(lián)系為其在可變剪接調(diào)控以及其他生物學(xué)過(guò)程中發(fā)揮重要作用奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。1.2.2QKI蛋白的異構(gòu)體QKI基因由于可變剪接的作用,能夠產(chǎn)生多種不同的mRNA轉(zhuǎn)錄本,進(jìn)而翻譯出多種QKI蛋白異構(gòu)體。這些異構(gòu)體在結(jié)構(gòu)和功能上既存在相似之處,又展現(xiàn)出各自獨(dú)特的特點(diǎn),它們?cè)诳勺兗艚诱{(diào)控以及生物體的生理病理過(guò)程中發(fā)揮著各不相同但又相互關(guān)聯(lián)的作用。目前已知的QKI蛋白異構(gòu)體主要包括QKI-5、QKI-6和QKI-7等。這些異構(gòu)體的產(chǎn)生源于QKI基因在轉(zhuǎn)錄后的可變剪接過(guò)程中,對(duì)不同外顯子的選擇和拼接方式的差異。以QKI-5、QKI-6和QKI-7為例,它們?cè)贑末端的氨基酸序列存在明顯差異,這是由于在可變剪接過(guò)程中,選擇了不同的外顯子進(jìn)行拼接所導(dǎo)致的。這種C末端氨基酸序列的差異,使得它們?cè)诘鞍踪|(zhì)的空間構(gòu)象、亞細(xì)胞定位以及與其他分子的相互作用等方面表現(xiàn)出不同的特性。在結(jié)構(gòu)方面,盡管QKI蛋白異構(gòu)體都包含STAR功能區(qū)這一核心結(jié)構(gòu),但由于C末端序列的不同,它們的整體結(jié)構(gòu)和空間構(gòu)象存在細(xì)微差異。通過(guò)X射線晶體學(xué)和核磁共振等結(jié)構(gòu)生物學(xué)技術(shù)的研究發(fā)現(xiàn),QKI-5、QKI-6和QKI-7的STAR功能區(qū)結(jié)構(gòu)基本相似,然而其C末端區(qū)域的構(gòu)象各不相同。這種構(gòu)象差異會(huì)影響蛋白質(zhì)表面的電荷分布和疏水性,進(jìn)而改變蛋白質(zhì)與其他分子相互作用的界面和親和力。QKI-5的C末端具有特定的氨基酸殘基組合,使其在與某些RNA分子結(jié)合時(shí),形成的復(fù)合物結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定;而QKI-7的C末端結(jié)構(gòu)則可能使其更容易與某些蛋白質(zhì)伴侶相互作用,參與特定的信號(hào)傳導(dǎo)通路。在功能上,不同的QKI蛋白異構(gòu)體在可變剪接調(diào)控中發(fā)揮著各自獨(dú)特的作用。QKI-5在細(xì)胞增殖和分化的調(diào)控過(guò)程中表現(xiàn)出重要作用。研究表明,在肺癌細(xì)胞中,QKI-5能夠通過(guò)調(diào)控細(xì)胞骨架基因ADD3的可變剪接,影響細(xì)胞的增殖和遷移能力。QKI-5以一種結(jié)合位點(diǎn)依賴(lài)的方式調(diào)控ADD3的可變剪接,當(dāng)結(jié)合位點(diǎn)位于可變外顯子下游內(nèi)含子順序中時(shí),QKI-5傾向于促進(jìn)外顯子的引入;當(dāng)結(jié)合位點(diǎn)位于可變外顯子中或者緊鄰可變外顯子兩側(cè)的內(nèi)含子中時(shí),QKI-5會(huì)造成外顯子跳躍。QKI-6在神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育和功能維持方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。在神經(jīng)髓鞘形成過(guò)程中,QKI-6能夠與相關(guān)的RNA分子結(jié)合,調(diào)控髓鞘相關(guān)基因的可變剪接,確保髓鞘的正常形成和功能。QKI-7則在細(xì)胞凋亡的調(diào)控中扮演著重要角色。有研究發(fā)現(xiàn),QKI-7可以引起成纖維細(xì)胞和原代培養(yǎng)的大鼠少突膠質(zhì)細(xì)胞發(fā)生凋亡,而QKI-5和QKI-6不但不能誘導(dǎo)凋亡,反而可以與QKI-7形成二聚體,并轉(zhuǎn)移到細(xì)胞核內(nèi),抑制QKI-7的致凋亡作用。QKI蛋白的不同異構(gòu)體在結(jié)構(gòu)和功能上的差異,使其能夠在不同的組織和細(xì)胞類(lèi)型中,針對(duì)特定的生物學(xué)過(guò)程,通過(guò)對(duì)可變剪接的精準(zhǔn)調(diào)控,實(shí)現(xiàn)對(duì)基因表達(dá)的精細(xì)調(diào)節(jié),從而維持生物體的正常生長(zhǎng)、發(fā)育和生理功能。1.3可變剪接的基本原理與方式可變剪接,又稱(chēng)選擇性剪接(AlternativeSplicing),是指從同一個(gè)前體mRNA(pre-mRNA)通過(guò)不同的剪接方式,選擇不同的剪接位點(diǎn),產(chǎn)生多種成熟的mRNA轉(zhuǎn)錄本的過(guò)程。這一過(guò)程在真核生物基因表達(dá)調(diào)控中占據(jù)著核心地位,是增加蛋白質(zhì)組多樣性和生物體復(fù)雜性的關(guān)鍵機(jī)制。在真核生物中,基因的表達(dá)首先從轉(zhuǎn)錄開(kāi)始,DNA轉(zhuǎn)錄生成的pre-mRNA包含外顯子(Exon)和內(nèi)含子(Intron)。外顯子是編碼蛋白質(zhì)的序列,而內(nèi)含子則是位于外顯子之間的非編碼序列??勺兗艚影l(fā)生在pre-mRNA的加工階段,通過(guò)剪接體(Spliceosome)這一復(fù)雜的核糖核蛋白復(fù)合物的作用,對(duì)pre-mRNA中的內(nèi)含子進(jìn)行識(shí)別和切除,同時(shí)將外顯子按照不同的組合方式連接起來(lái),從而形成多種不同的成熟mRNA轉(zhuǎn)錄本。這些不同的轉(zhuǎn)錄本在翻譯過(guò)程中,會(huì)被核糖體解讀為不同的氨基酸序列,進(jìn)而合成結(jié)構(gòu)和功能各異的蛋白質(zhì)異構(gòu)體??勺兗艚又饕嬖谝韵聨追N基本方式:外顯子跳躍(ExonSkipping):這是最為常見(jiàn)的可變剪接方式之一。在這種方式中,pre-mRNA中的某個(gè)或某些外顯子在剪接過(guò)程中被跳過(guò),不參與成熟mRNA的形成。以人類(lèi)基因CD44為例,其pre-mRNA包含20個(gè)外顯子,在不同的細(xì)胞類(lèi)型和生理?xiàng)l件下,通過(guò)外顯子跳躍方式,可以產(chǎn)生多種CD44蛋白異構(gòu)體。其中,標(biāo)準(zhǔn)型CD44包含10個(gè)外顯子,而一些腫瘤細(xì)胞中表達(dá)的CD44變異體則通過(guò)跳過(guò)特定外顯子,獲得了促進(jìn)腫瘤細(xì)胞遷移和侵襲的功能??勺?’端剪接位點(diǎn)(Alternative5’SpliceSite):pre-mRNA中的某個(gè)外顯子的5’端存在多個(gè)可供選擇的剪接位點(diǎn)。在剪接過(guò)程中,剪接體可以選擇不同的5’端剪接位點(diǎn)與相鄰內(nèi)含子進(jìn)行拼接,從而使該外顯子的部分序列被保留或切除,導(dǎo)致成熟mRNA的序列和編碼的蛋白質(zhì)發(fā)生變化。例如,在人類(lèi)基因Bcl-x的可變剪接中,通過(guò)選擇不同的5’端剪接位點(diǎn),產(chǎn)生了Bcl-xL和Bcl-xS兩種異構(gòu)體。Bcl-xL具有抗凋亡作用,而B(niǎo)cl-xS則促進(jìn)細(xì)胞凋亡,它們?cè)诩?xì)胞凋亡的調(diào)控中發(fā)揮著相反的作用??勺?’端剪接位點(diǎn)(Alternative3’SpliceSite):與可變5’端剪接位點(diǎn)類(lèi)似,pre-mRNA中的某個(gè)外顯子的3’端存在多個(gè)剪接位點(diǎn)。剪接體選擇不同的3’端剪接位點(diǎn)與相鄰內(nèi)含子拼接,會(huì)使外顯子的長(zhǎng)度發(fā)生改變,進(jìn)而影響成熟mRNA的序列和蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能。如在果蠅的性別決定基因dsx中,通過(guò)可變3’端剪接位點(diǎn)的選擇,產(chǎn)生了雄性特異性和雌性特異性的dsx蛋白異構(gòu)體,這些異構(gòu)體在果蠅的性別分化過(guò)程中起著關(guān)鍵的調(diào)控作用。內(nèi)含子保留(IntronRetention):在某些情況下,pre-mRNA中的內(nèi)含子在剪接過(guò)程中沒(méi)有被完全切除,而是被保留在成熟mRNA中。保留的內(nèi)含子可能會(huì)影響mRNA的穩(wěn)定性、翻譯效率以及蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能。在植物中,內(nèi)含子保留現(xiàn)象較為普遍,并且與植物的生長(zhǎng)發(fā)育、逆境響應(yīng)等過(guò)程密切相關(guān)。例如,在擬南芥中,一些基因通過(guò)內(nèi)含子保留方式產(chǎn)生的mRNA異構(gòu)體,參與了植物對(duì)干旱、高溫等逆境脅迫的響應(yīng)?;コ馔怙@子(MutuallyExclusiveExons):pre-mRNA中存在一組外顯子,在剪接過(guò)程中,只能選擇其中一個(gè)外顯子參與成熟mRNA的形成,其他外顯子則被排除在外。這種可變剪接方式常見(jiàn)于一些發(fā)育相關(guān)的基因中,對(duì)細(xì)胞的分化和組織器官的形成起著重要的調(diào)控作用。在哺乳動(dòng)物的神經(jīng)發(fā)育過(guò)程中,神經(jīng)細(xì)胞粘附分子(NCAM)基因的pre-mRNA通過(guò)互斥外顯子的剪接方式,產(chǎn)生多種NCAM蛋白異構(gòu)體。這些異構(gòu)體在神經(jīng)細(xì)胞的識(shí)別、遷移和突觸形成等過(guò)程中發(fā)揮著不同的功能??勺兗艚訕O大地豐富了蛋白質(zhì)組的多樣性,使得有限的基因能夠編碼出數(shù)量龐大且功能各異的蛋白質(zhì)。據(jù)估計(jì),人類(lèi)基因組中超過(guò)90%的基因存在可變剪接現(xiàn)象,這一比例遠(yuǎn)高于其他生物,這也是人類(lèi)等高等生物具有高度復(fù)雜性和適應(yīng)性的重要分子基礎(chǔ)之一??勺兗艚舆€在生物的生長(zhǎng)、發(fā)育、分化、衰老以及疾病發(fā)生等多個(gè)生理病理過(guò)程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。在胚胎發(fā)育過(guò)程中,可變剪接精確調(diào)控著細(xì)胞的分化和組織器官的形成,確保胚胎的正常發(fā)育。在疾病狀態(tài)下,可變剪接的異常往往與多種疾病的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān),包括癌癥、神經(jīng)退行性疾病、心血管疾病等。深入研究可變剪接的基本原理和方式,對(duì)于理解基因表達(dá)調(diào)控的復(fù)雜機(jī)制、揭示生物體的生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律以及攻克相關(guān)疾病具有重要的意義。二、QKI調(diào)控可變剪接的機(jī)制2.1QKI與靶標(biāo)RNA的識(shí)別與結(jié)合2.1.1結(jié)合位點(diǎn)特征QKI能夠特異性地識(shí)別并結(jié)合到靶標(biāo)RNA上,其結(jié)合位點(diǎn)具有獨(dú)特的序列特征。通過(guò)生物信息學(xué)分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,研究發(fā)現(xiàn)QKI傾向于結(jié)合富含ACUAAC基序的RNA序列。這一保守的序列模體在眾多QKI的靶標(biāo)RNA中廣泛存在,是QKI與RNA相互作用的關(guān)鍵識(shí)別元件。例如,在髓鞘堿性蛋白(MBP)mRNA中,就存在多個(gè)ACUAAC基序,QKI可以與之結(jié)合,從而調(diào)控MBPmRNA的可變剪接和穩(wěn)定性,對(duì)神經(jīng)髓鞘的形成至關(guān)重要。在肺癌細(xì)胞中,QKI-5通過(guò)識(shí)別細(xì)胞骨架基因ADD3內(nèi)含子13靠近3’剪接位點(diǎn)的富含ACUAAC基序的結(jié)合位點(diǎn),抑制ADD3外顯子14的引入,進(jìn)而影響肺癌細(xì)胞的增殖和遷移能力。QKI結(jié)合位點(diǎn)的保守序列模體對(duì)其結(jié)合特異性和親和力有著顯著影響。這些特定的核苷酸序列與QKI蛋白的RNA結(jié)合區(qū)域形成互補(bǔ)的相互作用,使得QKI能夠精準(zhǔn)地識(shí)別靶標(biāo)RNA。從分子層面來(lái)看,QKI蛋白的氨基酸殘基與RNA的堿基之間通過(guò)氫鍵、靜電相互作用以及范德華力等非共價(jià)鍵相互作用,實(shí)現(xiàn)了高特異性的結(jié)合。其中,氫鍵的形成具有高度的方向性和特異性,能夠確保QKI與靶標(biāo)RNA的準(zhǔn)確識(shí)別。而靜電相互作用則主要發(fā)生在QKI蛋白的帶正電荷氨基酸殘基與RNA的帶負(fù)電荷磷酸基團(tuán)之間,增強(qiáng)了兩者之間的結(jié)合穩(wěn)定性。這種特異性結(jié)合確保了QKI能夠在復(fù)雜的細(xì)胞環(huán)境中準(zhǔn)確地找到其靶標(biāo)RNA,避免了與其他非特異性RNA的結(jié)合,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)特定基因可變剪接的精確調(diào)控。結(jié)合位點(diǎn)的保守序列模體還對(duì)QKI與RNA的結(jié)合親和力產(chǎn)生重要影響。研究表明,當(dāng)RNA序列中ACUAAC基序的數(shù)量增加或其與QKI蛋白結(jié)合區(qū)域的互補(bǔ)性增強(qiáng)時(shí),QKI與RNA的結(jié)合親和力顯著提高。這是因?yàn)楦嗟南嗷プ饔梦稽c(diǎn)能夠提供更強(qiáng)的結(jié)合力,使得QKI與RNA之間的結(jié)合更加緊密和穩(wěn)定。相反,如果結(jié)合位點(diǎn)的保守序列模體發(fā)生突變或缺失,會(huì)導(dǎo)致QKI與RNA的結(jié)合親和力下降,甚至無(wú)法結(jié)合。這種結(jié)合親和力的變化直接影響了QKI對(duì)靶標(biāo)RNA可變剪接的調(diào)控效果。當(dāng)結(jié)合親和力降低時(shí),QKI可能無(wú)法有效地招募剪接體成分或與其他調(diào)控因子協(xié)同作用,從而導(dǎo)致可變剪接事件的異常發(fā)生。除了ACUAAC基序外,QKI的結(jié)合位點(diǎn)還可能存在其他輔助性的序列特征。這些輔助序列與ACUAAC基序協(xié)同作用,進(jìn)一步增強(qiáng)了QKI與RNA的結(jié)合特異性和親和力。某些結(jié)合位點(diǎn)周?chē)暮塑账嵝蛄锌赡芫哂刑囟ǖ亩?jí)結(jié)構(gòu),如莖環(huán)結(jié)構(gòu)或發(fā)夾結(jié)構(gòu),這些結(jié)構(gòu)能夠?yàn)镼KI的結(jié)合提供額外的空間和能量支持,促進(jìn)QKI與RNA的相互作用。這些輔助序列還可能參與與其他RNA結(jié)合蛋白或調(diào)控因子的相互作用,形成復(fù)雜的RNA-蛋白質(zhì)復(fù)合物,共同調(diào)控可變剪接過(guò)程。QKI識(shí)別并結(jié)合靶標(biāo)RNA的位點(diǎn)具有特定的保守序列模體,這些序列模體對(duì)結(jié)合特異性和親和力起著關(guān)鍵作用。通過(guò)與靶標(biāo)RNA的精確識(shí)別和緊密結(jié)合,QKI為后續(xù)調(diào)控可變剪接事件奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。2.1.2結(jié)合方式及影響因素QKI與RNA的結(jié)合方式是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程,涉及多種分子間的相互作用和結(jié)構(gòu)變化。QKI主要通過(guò)其STAR功能區(qū)與RNA結(jié)合。其中,maxi-KH結(jié)構(gòu)域以及兩側(cè)的QUA1和QUA2結(jié)構(gòu)域協(xié)同作用,形成了與RNA結(jié)合的關(guān)鍵界面。在結(jié)合過(guò)程中,QKI蛋白的氨基酸殘基與RNA分子的堿基和磷酸基團(tuán)通過(guò)多種非共價(jià)鍵相互作用,包括氫鍵、靜電相互作用和范德華力等。QKI蛋白中的一些帶正電荷的氨基酸殘基,如精氨酸和賴(lài)氨酸,能夠與RNA分子上帶負(fù)電荷的磷酸基團(tuán)形成靜電相互作用,增強(qiáng)兩者之間的結(jié)合力。QKI蛋白的氨基酸側(cè)鏈還可以與RNA的堿基形成氫鍵,實(shí)現(xiàn)對(duì)特定序列的識(shí)別和結(jié)合。QKI與RNA結(jié)合時(shí),會(huì)誘導(dǎo)RNA分子發(fā)生構(gòu)象變化。這種構(gòu)象變化對(duì)于可變剪接的調(diào)控具有重要意義。當(dāng)QKI結(jié)合到RNA分子上時(shí),會(huì)改變RNA的局部二級(jí)結(jié)構(gòu),如破壞或形成莖環(huán)結(jié)構(gòu)、發(fā)夾結(jié)構(gòu)等。這些結(jié)構(gòu)變化可能會(huì)暴露或掩蓋RNA分子上的其他調(diào)控元件,從而影響RNA與剪接體成分或其他RNA結(jié)合蛋白的相互作用。研究發(fā)現(xiàn),QKI與MBPmRNA結(jié)合后,會(huì)改變MBPmRNA的二級(jí)結(jié)構(gòu),使得原本被掩蓋的剪接位點(diǎn)得以暴露,從而促進(jìn)了特定的可變剪接事件的發(fā)生,對(duì)髓鞘的正常形成和功能維持起到關(guān)鍵作用。蛋白結(jié)構(gòu)對(duì)QKI與RNA的結(jié)合有著重要影響。QKI蛋白的正確折疊和完整的結(jié)構(gòu)是其與RNA有效結(jié)合的前提。當(dāng)QKI蛋白的結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,如發(fā)生點(diǎn)突變或翻譯后修飾時(shí),可能會(huì)影響其與RNA的結(jié)合能力。某些腫瘤中發(fā)現(xiàn)的QKI基因突變,會(huì)導(dǎo)致蛋白質(zhì)構(gòu)象的改變,使得QKI無(wú)法正常識(shí)別和結(jié)合其靶標(biāo)RNA,從而失去對(duì)可變剪接的調(diào)控能力。翻譯后修飾,如磷酸化、甲基化等,也可能通過(guò)改變QKI蛋白的電荷分布、空間構(gòu)象等,影響其與RNA的結(jié)合親和力和特異性。研究表明,QKI蛋白的磷酸化修飾可以增強(qiáng)其與某些RNA分子的結(jié)合能力,進(jìn)而影響相關(guān)基因的可變剪接。RNA二級(jí)結(jié)構(gòu)同樣對(duì)QKI與RNA的結(jié)合產(chǎn)生影響。RNA分子的二級(jí)結(jié)構(gòu),如莖環(huán)結(jié)構(gòu)、發(fā)夾結(jié)構(gòu)等,會(huì)影響QKI與RNA的結(jié)合位點(diǎn)的可及性。如果RNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)過(guò)于緊密,可能會(huì)掩蓋QKI的結(jié)合位點(diǎn),使得QKI無(wú)法與之結(jié)合。反之,當(dāng)RNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,使得結(jié)合位點(diǎn)暴露時(shí),QKI與RNA的結(jié)合效率會(huì)顯著提高。一些研究利用RNA結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)軟件和實(shí)驗(yàn)技術(shù),發(fā)現(xiàn)某些RNA分子在特定條件下會(huì)發(fā)生二級(jí)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變,從而影響QKI的結(jié)合和可變剪接的調(diào)控。在細(xì)胞分化過(guò)程中,隨著基因表達(dá)的變化,某些RNA分子的二級(jí)結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生動(dòng)態(tài)變化,這可能導(dǎo)致QKI與這些RNA的結(jié)合模式發(fā)生改變,進(jìn)而調(diào)控相關(guān)基因的可變剪接,影響細(xì)胞的分化進(jìn)程。除了蛋白結(jié)構(gòu)和RNA二級(jí)結(jié)構(gòu)外,其他分子也可能對(duì)QKI與RNA的結(jié)合產(chǎn)生影響。一些小分子化合物或蛋白質(zhì)伴侶可能與QKI或RNA相互作用,間接影響QKI與RNA的結(jié)合。某些小分子化合物可以與QKI蛋白結(jié)合,改變其構(gòu)象,從而增強(qiáng)或抑制QKI與RNA的結(jié)合能力。蛋白質(zhì)伴侶則可以協(xié)助QKI蛋白正確折疊,或者幫助QKI與RNA形成穩(wěn)定的復(fù)合物。在細(xì)胞內(nèi),一些分子伴侶蛋白可以與QKI結(jié)合,促進(jìn)其在細(xì)胞核內(nèi)的定位和與靶標(biāo)RNA的結(jié)合。一些RNA結(jié)合蛋白也可能與QKI競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合同一RNA分子,或者與QKI形成異源復(fù)合物,共同調(diào)控RNA的可變剪接。研究發(fā)現(xiàn),HNRNPA1蛋白可以與QKI競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合MAGpre-mRNA,從而影響MAG基因的可變剪接。QKI與RNA的結(jié)合方式受到多種因素的綜合影響,包括蛋白結(jié)構(gòu)、RNA二級(jí)結(jié)構(gòu)以及其他分子的作用等。這些因素相互作用,共同調(diào)節(jié)QKI與RNA的結(jié)合過(guò)程,進(jìn)而影響可變剪接的調(diào)控。2.2QKI調(diào)控可變剪接的分子途徑2.2.1與剪接體相互作用剪接體是負(fù)責(zé)執(zhí)行RNA可變剪接的核心分子機(jī)器,它是一個(gè)由多種蛋白質(zhì)和小分子核核糖核蛋白(snRNP)組成的超大復(fù)合物。QKI對(duì)可變剪接的調(diào)控,在很大程度上依賴(lài)于其與剪接體的相互作用。研究發(fā)現(xiàn),QKI能夠與剪接體中的核心蛋白或snRNP發(fā)生直接或間接的相互作用,從而影響剪接體的組裝、激活和催化過(guò)程。在剪接體組裝的早期階段,QKI可能通過(guò)與U1snRNP中的U1-70K蛋白相互作用,影響U1snRNP與pre-mRNA5’端剪接位點(diǎn)的識(shí)別和結(jié)合。U1snRNP是剪接體組裝的起始組件之一,它能夠識(shí)別并結(jié)合到pre-mRNA的5’端剪接位點(diǎn),為后續(xù)剪接體的組裝奠定基礎(chǔ)。當(dāng)QKI與U1-70K蛋白結(jié)合后,可能會(huì)改變U1-70K蛋白的構(gòu)象,進(jìn)而影響U1snRNP與5’端剪接位點(diǎn)的結(jié)合能力。這種影響可能表現(xiàn)為增強(qiáng)或抑制U1snRNP與剪接位點(diǎn)的結(jié)合,具體取決于QKI與U1-70K蛋白結(jié)合的位點(diǎn)和方式。如果QKI能夠促進(jìn)U1snRNP與5’端剪接位點(diǎn)的穩(wěn)定結(jié)合,那么將有利于剪接體的正常組裝,促進(jìn)可變剪接事件的發(fā)生;反之,如果QKI干擾了U1snRNP與剪接位點(diǎn)的結(jié)合,就會(huì)阻礙剪接體的組裝,導(dǎo)致可變剪接異常。QKI還可能與剪接體中的其他核心蛋白相互作用,如U2AF65和U2AF35。U2AF65和U2AF35是識(shí)別和結(jié)合pre-mRNA3’端剪接位點(diǎn)的關(guān)鍵蛋白,它們?cè)诩艚芋w組裝和3’端剪接位點(diǎn)的選擇過(guò)程中發(fā)揮著重要作用。研究表明,QKI可以與U2AF65和U2AF35形成復(fù)合物,通過(guò)影響它們與3’端剪接位點(diǎn)的結(jié)合,調(diào)控可變剪接。QKI與U2AF65和U2AF35的相互作用可能會(huì)改變這兩個(gè)蛋白的空間構(gòu)象,使其對(duì)3’端剪接位點(diǎn)的親和力發(fā)生變化。當(dāng)QKI與U2AF65和U2AF35結(jié)合后,可能會(huì)增強(qiáng)它們對(duì)正確3’端剪接位點(diǎn)的識(shí)別和結(jié)合能力,從而促進(jìn)特定外顯子的剪接;相反,如果QKI的結(jié)合導(dǎo)致U2AF65和U2AF35對(duì)3’端剪接位點(diǎn)的親和力下降,就可能會(huì)使剪接體選擇錯(cuò)誤的剪接位點(diǎn),引發(fā)可變剪接異常。除了與剪接體中的蛋白質(zhì)成分相互作用外,QKI還可能與snRNP中的小分子RNA發(fā)生相互作用。snRNP中的U2、U4、U5和U6snRNA在剪接體的激活和催化過(guò)程中起著至關(guān)重要的作用。有研究推測(cè),QKI可能通過(guò)與這些snRNA的特定區(qū)域結(jié)合,影響snRNP之間的相互作用以及剪接體的構(gòu)象變化,從而調(diào)控剪接體的激活和催化活性。QKI與U2snRNA的結(jié)合可能會(huì)改變U2snRNA與其他snRNP之間的相互作用模式,影響剪接體中催化核心的形成和活性。如果QKI能夠促進(jìn)剪接體催化核心的正確組裝和激活,就會(huì)加速可變剪接的進(jìn)程;反之,如果QKI干擾了剪接體催化核心的形成或活性,就會(huì)導(dǎo)致可變剪接的延遲或異常。QKI與剪接體的相互作用是一個(gè)復(fù)雜而精細(xì)的過(guò)程,涉及多個(gè)層面和多種分子間的相互作用。通過(guò)與剪接體核心蛋白和snRNP的相互作用,QKI能夠在剪接體組裝、激活和催化等關(guān)鍵步驟中發(fā)揮調(diào)控作用,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)可變剪接的精確調(diào)控。2.2.2影響剪接位點(diǎn)的選擇QKI結(jié)合到靶標(biāo)RNA上后,能夠通過(guò)多種方式影響剪接位點(diǎn)的識(shí)別和選擇,從而調(diào)控可變剪接的發(fā)生。以ADD3基因?yàn)槔?,中?guó)科學(xué)院分子細(xì)胞科學(xué)卓越創(chuàng)新中心惠靜毅團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),QKI-5通過(guò)識(shí)別ADD3內(nèi)含子13靠近3’剪接位點(diǎn)的富含ACUAAC基序的結(jié)合位點(diǎn),抑制ADD3外顯子14的引入。在肺癌病人中,ADD3外顯子14的引入顯著增加,而QKI-5的表達(dá)與ADD3外顯子14的引入呈負(fù)相關(guān)。進(jìn)一步研究表明,當(dāng)QKI-5結(jié)合到ADD3內(nèi)含子13的特定結(jié)合位點(diǎn)時(shí),會(huì)招募相關(guān)的剪接調(diào)控因子,形成一個(gè)抑制性的剪接調(diào)控復(fù)合物。這個(gè)復(fù)合物能夠阻礙剪接體對(duì)ADD3外顯子143’端剪接位點(diǎn)的識(shí)別和結(jié)合,使得外顯子14在剪接過(guò)程中被跳過(guò),從而產(chǎn)生不包含外顯子14的短異構(gòu)體。這種短異構(gòu)體在細(xì)胞增殖和遷移能力方面與包含外顯子14的長(zhǎng)異構(gòu)體存在顯著差異,不包含外顯子14的短異構(gòu)體不具備促進(jìn)細(xì)胞增殖與遷移的能力。QKI對(duì)剪接位點(diǎn)的影響還可以通過(guò)改變RNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)QKI結(jié)合到RNA分子上時(shí),會(huì)誘導(dǎo)RNA分子發(fā)生構(gòu)象變化,從而影響剪接位點(diǎn)的可及性。在髓鞘堿性蛋白(MBP)mRNA的可變剪接調(diào)控中,QKI與MBPmRNA結(jié)合后,會(huì)改變MBPmRNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)。原本被掩蓋的剪接位點(diǎn)在QKI結(jié)合后得以暴露,使得剪接體能夠更容易地識(shí)別和結(jié)合這些位點(diǎn),從而促進(jìn)了特定外顯子的剪接,對(duì)髓鞘的正常形成和功能維持起到關(guān)鍵作用。相反,如果QKI的結(jié)合導(dǎo)致RNA分子形成更緊密的二級(jí)結(jié)構(gòu),掩蓋了某些剪接位點(diǎn),就會(huì)抑制這些位點(diǎn)的使用,導(dǎo)致外顯子跳躍或其他可變剪接事件的發(fā)生。QKI還可能通過(guò)與其他RNA結(jié)合蛋白相互作用,間接影響剪接位點(diǎn)的選擇。一些RNA結(jié)合蛋白可以與QKI競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合同一RNA分子上的結(jié)合位點(diǎn),或者與QKI形成異源復(fù)合物,共同調(diào)控剪接位點(diǎn)的識(shí)別和選擇。研究發(fā)現(xiàn),HNRNPA1蛋白可以與QKI競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合MAGpre-mRNA上的某些位點(diǎn)。當(dāng)HNRNPA1蛋白與QKI競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合MAGpre-mRNA時(shí),如果HNRNPA1蛋白占據(jù)了QKI的結(jié)合位點(diǎn),就會(huì)阻止QKI與MAGpre-mRNA的結(jié)合,從而改變MAG基因的可變剪接模式。HNRNPA1蛋白和QKI還可能形成異源復(fù)合物,共同作用于MAGpre-mRNA,協(xié)同調(diào)控其可變剪接。這種異源復(fù)合物的形成可能會(huì)改變MAGpre-mRNA上剪接調(diào)控元件的活性,影響剪接體對(duì)剪接位點(diǎn)的選擇,進(jìn)而產(chǎn)生不同的MAG蛋白異構(gòu)體。QKI通過(guò)直接結(jié)合剪接位點(diǎn)附近的序列、改變RNA二級(jí)結(jié)構(gòu)以及與其他RNA結(jié)合蛋白相互作用等多種方式,精確地調(diào)控剪接位點(diǎn)的識(shí)別和選擇,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)可變剪接事件的精細(xì)調(diào)控,在基因表達(dá)調(diào)控和生物體的生理病理過(guò)程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。2.3基于具體案例的機(jī)制深入剖析2.3.1肺癌中ADD3基因可變剪接調(diào)控中國(guó)科學(xué)院分子細(xì)胞科學(xué)卓越創(chuàng)新中心惠靜毅團(tuán)隊(duì)在肺癌相關(guān)可變剪接研究中取得了重要進(jìn)展,為深入理解QKI調(diào)控可變剪接的機(jī)制提供了有力的證據(jù)。他們聚焦于RNA結(jié)合蛋白QKI-5對(duì)細(xì)胞骨架基因ADD3可變剪接的調(diào)控作用,通過(guò)一系列嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和多維度的研究方法,揭示了其中的關(guān)鍵分子機(jī)制。ADD3基因編碼的蛋白屬于adducin家族,是細(xì)胞骨架的重要組成部分,在信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、細(xì)胞遷移和粘附等細(xì)胞生理過(guò)程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。在肺癌的發(fā)生發(fā)展過(guò)程中,ADD3基因的可變剪接模式發(fā)生了顯著變化,尤其是外顯子14的引入情況與肺癌的預(yù)后密切相關(guān)?;蒽o毅團(tuán)隊(duì)通過(guò)對(duì)大量肺癌病人樣本的分析發(fā)現(xiàn),ADD3外顯子14的引入在肺癌病人中顯著增加,且這種增加與病人的不良預(yù)后呈顯著負(fù)相關(guān)。這表明ADD3外顯子14的異常剪接在肺癌的發(fā)展進(jìn)程中扮演著重要角色,可能成為評(píng)估肺癌預(yù)后的重要生物標(biāo)志物。為了探究QKI-5對(duì)ADD3基因可變剪接的調(diào)控機(jī)制,研究團(tuán)隊(duì)首先利用全基因組范圍的iCLIP-seq技術(shù),精確鑒定了QKI-5在體內(nèi)的RNA結(jié)合位點(diǎn)。研究結(jié)果顯示,QKI-5以一種結(jié)合位點(diǎn)依賴(lài)的方式調(diào)控其下游基因的可變剪接。當(dāng)結(jié)合位點(diǎn)位于可變外顯子下游內(nèi)含子順序中時(shí),QKI-5傾向于促進(jìn)外顯子的引入;而當(dāng)結(jié)合位點(diǎn)位于可變外顯子中或者緊鄰可變外顯子兩側(cè)的內(nèi)含子時(shí),QKI-5則會(huì)造成外顯子跳躍。進(jìn)一步深入研究ADD3基因,團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)QKI-5能夠識(shí)別ADD3內(nèi)含子13靠近3’剪接位點(diǎn)的富含ACUAAC基序的結(jié)合位點(diǎn)。當(dāng)QKI-5結(jié)合到這些位點(diǎn)時(shí),會(huì)抑制ADD3外顯子14的引入。在TCGA腫瘤數(shù)據(jù)庫(kù)中,研究人員通過(guò)大數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn),QKI-5的表達(dá)與ADD3外顯子14的引入呈明顯的負(fù)相關(guān)關(guān)系。這一發(fā)現(xiàn)不僅在臨床樣本的分析中得到驗(yàn)證,還通過(guò)一系列功能實(shí)驗(yàn)得到了進(jìn)一步的證實(shí)。功能實(shí)驗(yàn)表明,QKI-5對(duì)細(xì)胞增殖和遷移的調(diào)控在很大程度上是通過(guò)抑制ADD3外顯子14的引入來(lái)實(shí)現(xiàn)的。ADD3帶有外顯子14順序的長(zhǎng)異構(gòu)體具有促進(jìn)細(xì)胞增殖與遷移的能力,而沒(méi)有這段順序的短異構(gòu)體則不具備這一能力。當(dāng)QKI-5表達(dá)下調(diào)時(shí),ADD3外顯子14的引入增加,肺癌細(xì)胞的增殖和遷移能力增強(qiáng);反之,當(dāng)QKI-5過(guò)表達(dá)時(shí),ADD3外顯子14的引入受到抑制,肺癌細(xì)胞的增殖和遷移能力則受到遏制?;蒽o毅團(tuán)隊(duì)還發(fā)現(xiàn),腫瘤中QKI基因會(huì)發(fā)生一些點(diǎn)突變。這些突變導(dǎo)致蛋白質(zhì)構(gòu)象發(fā)生改變,進(jìn)而使得QKI失去調(diào)控其靶基因NUMB和ADD3可變剪接的能力。這一發(fā)現(xiàn)揭示了腫瘤中QKI功能異常的一種重要機(jī)制,為理解腫瘤的發(fā)生發(fā)展提供了新的視角。通過(guò)惠靜毅團(tuán)隊(duì)的研究,我們清晰地認(rèn)識(shí)到QKI-5通過(guò)特異性結(jié)合ADD3內(nèi)含子13的特定序列,以結(jié)合位點(diǎn)依賴(lài)的方式精確調(diào)控ADD3外顯子14的剪接,從而影響肺癌細(xì)胞的增殖和遷移能力。這一研究成果不僅為深入理解QKI調(diào)控可變剪接的機(jī)制提供了具體的案例,也為肺癌的診斷、預(yù)后評(píng)估和治療提供了潛在的靶點(diǎn)和理論依據(jù)。2.3.2心臟發(fā)育中ACTN2基因可變剪接調(diào)控在心臟發(fā)育過(guò)程中,RNA結(jié)合蛋白QKI對(duì)基因可變剪接的調(diào)控起著至關(guān)重要的作用,其中對(duì)ACTN2基因可變剪接的調(diào)控機(jī)制備受關(guān)注。復(fù)旦大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院孫寧課題組等利用CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)和人胚胎干細(xì)胞定向心肌細(xì)胞分化體系,結(jié)合小鼠Qki敲除模型,深入研究了QKI在心臟發(fā)育成熟過(guò)程中對(duì)ACTN2基因可變剪接的調(diào)控作用及其機(jī)制。ACTN2基因編碼α-actinin-2蛋白,這是一種在心肌細(xì)胞中高度表達(dá)的肌動(dòng)蛋白結(jié)合蛋白。α-actinin-2在心肌細(xì)胞肌纖維形成和維持正常心臟功能方面發(fā)揮著不可或缺的作用。它主要定位于Z線,通過(guò)與肌動(dòng)蛋白絲的結(jié)合,參與肌小節(jié)的組裝和穩(wěn)定,確保心肌細(xì)胞能夠正常收縮和舒張。在心臟發(fā)育過(guò)程中,ACTN2基因的正確表達(dá)和可變剪接對(duì)于心肌細(xì)胞的正常分化和心臟功能的建立至關(guān)重要。孫寧課題組通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),QKI基因表達(dá)的缺失會(huì)引起ACTN2第8個(gè)外顯子異常被跳躍。這一異常剪接事件導(dǎo)致產(chǎn)生的mRNA轉(zhuǎn)錄本攜帶提前終止密碼子,從而引發(fā)無(wú)義介導(dǎo)的mRNA降解。最終,由于α-actinin-2蛋白表達(dá)量的顯著減少,心肌細(xì)胞的纖維排列和收縮力受到嚴(yán)重影響。在Qki敲除的小鼠模型中,心臟組織出現(xiàn)明顯的病理變化,心肌細(xì)胞的肌小節(jié)結(jié)構(gòu)紊亂,心臟的收縮功能明顯下降,小鼠表現(xiàn)出心臟發(fā)育異常和功能障礙的癥狀。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),QKI通過(guò)與ACTN2pre-mRNA上的特定序列結(jié)合,調(diào)控ACTN2第8個(gè)外顯子的剪接。QKI識(shí)別并結(jié)合到ACTN2pre-mRNA的內(nèi)含子區(qū)域,該區(qū)域富含與QKI結(jié)合的保守序列模體。當(dāng)QKI正常結(jié)合時(shí),能夠促進(jìn)剪接體對(duì)ACTN2第8個(gè)外顯子的正確識(shí)別和剪接,保證α-actinin-2蛋白的正常表達(dá)。然而,當(dāng)QKI基因缺失或表達(dá)下調(diào)時(shí),QKI無(wú)法有效結(jié)合到ACTN2pre-mRNA上,導(dǎo)致剪接體對(duì)第8個(gè)外顯子的識(shí)別出現(xiàn)偏差,最終造成外顯子跳躍和mRNA降解。QKI還可能通過(guò)與其他剪接調(diào)控因子相互作用,共同調(diào)控ACTN2基因的可變剪接。在心肌細(xì)胞中,存在多種參與可變剪接調(diào)控的蛋白質(zhì)和小分子RNA,它們與QKI形成復(fù)雜的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。一些剪接增強(qiáng)子或抑制子可能與QKI協(xié)同作用,共同影響剪接體對(duì)ACTN2外顯子的選擇。某些蛋白質(zhì)可能與QKI競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合ACTN2pre-mRNA上的結(jié)合位點(diǎn),從而干擾QKI對(duì)可變剪接的正常調(diào)控。這些相互作用的分子機(jī)制仍有待進(jìn)一步深入研究。孫寧課題組的研究表明,QKI在心臟發(fā)育過(guò)程中通過(guò)精確調(diào)控ACTN2基因的可變剪接,維持α-actinin-2蛋白的正常表達(dá),進(jìn)而確保心肌細(xì)胞的正常結(jié)構(gòu)和功能。這一研究為理解心臟發(fā)育的分子機(jī)制提供了重要的理論基礎(chǔ),也為相關(guān)心臟疾病的研究和治療提供了新的思路和潛在靶點(diǎn)。三、QKI調(diào)控可變剪接的功能3.1在生理過(guò)程中的功能3.1.1細(xì)胞分化與發(fā)育QKI對(duì)細(xì)胞分化和發(fā)育進(jìn)程的調(diào)控作用在多種細(xì)胞類(lèi)型中都有顯著體現(xiàn),其中少突膠質(zhì)細(xì)胞的分化發(fā)育過(guò)程就是一個(gè)典型案例。少突膠質(zhì)細(xì)胞是中樞神經(jīng)系統(tǒng)中負(fù)責(zé)形成髓鞘的細(xì)胞,其正常分化和功能對(duì)于神經(jīng)信號(hào)的快速傳導(dǎo)至關(guān)重要。在少突膠質(zhì)細(xì)胞的分化過(guò)程中,QKI發(fā)揮著關(guān)鍵的調(diào)控作用。研究表明,QKI通過(guò)調(diào)控一系列與少突膠質(zhì)細(xì)胞分化相關(guān)基因的可變剪接,促進(jìn)少突膠質(zhì)細(xì)胞的成熟和髓鞘的形成。在少突膠質(zhì)細(xì)胞前體細(xì)胞向成熟少突膠質(zhì)細(xì)胞分化的過(guò)程中,QKI會(huì)結(jié)合到髓鞘堿性蛋白(MBP)mRNA上,調(diào)控MBPmRNA的可變剪接。MBP是髓鞘的主要結(jié)構(gòu)蛋白之一,其mRNA的可變剪接產(chǎn)生多種異構(gòu)體,不同異構(gòu)體在髓鞘的形成和功能維持中發(fā)揮著不同的作用。QKI與MBPmRNA結(jié)合后,會(huì)改變MBPmRNA的二級(jí)結(jié)構(gòu),使得原本被掩蓋的剪接位點(diǎn)得以暴露,從而促進(jìn)特定外顯子的剪接,產(chǎn)生有利于髓鞘形成的MBP異構(gòu)體。當(dāng)QKI基因缺失或表達(dá)下調(diào)時(shí),MBPmRNA的可變剪接異常,導(dǎo)致髓鞘形成障礙,影響神經(jīng)信號(hào)的傳導(dǎo)。神經(jīng)干細(xì)胞的分化過(guò)程同樣受到QKI調(diào)控可變剪接的深刻影響。神經(jīng)干細(xì)胞具有自我更新和分化為神經(jīng)元、少突膠質(zhì)細(xì)胞和星形膠質(zhì)細(xì)胞等多種神經(jīng)細(xì)胞類(lèi)型的能力。在神經(jīng)干細(xì)胞的分化過(guò)程中,QKI通過(guò)調(diào)控相關(guān)基因的可變剪接,決定神經(jīng)干細(xì)胞的分化命運(yùn)。研究發(fā)現(xiàn),QKI可以調(diào)控OLIG2基因的可變剪接。OLIG2是一種在神經(jīng)干細(xì)胞和少突膠質(zhì)細(xì)胞前體細(xì)胞中表達(dá)的轉(zhuǎn)錄因子,對(duì)于少突膠質(zhì)細(xì)胞的分化起著關(guān)鍵作用。QKI-5的表達(dá)促進(jìn)OLIG2的外顯子3^b剪接,而OLIG2-3^b異構(gòu)體起著促進(jìn)少突膠質(zhì)細(xì)胞分化的作用。當(dāng)QKI功能異常時(shí),OLIG2基因的可變剪接受到干擾,少突膠質(zhì)細(xì)胞的分化受阻,可能導(dǎo)致神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育異常。QKI對(duì)細(xì)胞分化和發(fā)育進(jìn)程的調(diào)控作用是通過(guò)對(duì)一系列關(guān)鍵基因可變剪接的精確調(diào)控來(lái)實(shí)現(xiàn)的。這種調(diào)控機(jī)制確保了細(xì)胞在分化和發(fā)育過(guò)程中能夠準(zhǔn)確地表達(dá)所需的蛋白質(zhì),從而維持正常的細(xì)胞功能和組織器官的發(fā)育。一旦QKI的調(diào)控功能出現(xiàn)異常,就可能引發(fā)細(xì)胞分化和發(fā)育的異常,進(jìn)而導(dǎo)致各種生理功能障礙和疾病的發(fā)生。3.1.2組織器官功能維持以心臟為例,QKI對(duì)心臟正常結(jié)構(gòu)和功能的維持起著不可或缺的作用。心臟作為人體最重要的器官之一,其正常功能的維持依賴(lài)于心肌細(xì)胞的正常結(jié)構(gòu)和功能,而這又與基因的精確表達(dá)和可變剪接密切相關(guān)。復(fù)旦大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院孫寧課題組等的研究揭示了QKI在心臟發(fā)育成熟過(guò)程中對(duì)ACTN2基因可變剪接的調(diào)控作用,以及這種調(diào)控對(duì)心臟結(jié)構(gòu)和功能的重要影響。ACTN2基因編碼α-actinin-2蛋白,該蛋白是心肌細(xì)胞肌小節(jié)Z線結(jié)構(gòu)的重要組成部分。在心肌細(xì)胞中,α-actinin-2通過(guò)與肌動(dòng)蛋白絲的結(jié)合,參與肌小節(jié)的組裝和穩(wěn)定,對(duì)于維持心肌細(xì)胞的正常收縮和舒張功能至關(guān)重要。研究發(fā)現(xiàn),QKI基因表達(dá)的缺失會(huì)引起ACTN2第8個(gè)外顯子異常被跳躍。這一異常剪接事件導(dǎo)致產(chǎn)生的mRNA轉(zhuǎn)錄本攜帶提前終止密碼子,從而引發(fā)無(wú)義介導(dǎo)的mRNA降解。最終,由于α-actinin-2蛋白表達(dá)量的顯著減少,心肌細(xì)胞的纖維排列和收縮力受到嚴(yán)重影響。在Qki敲除的小鼠模型中,心臟組織出現(xiàn)明顯的病理變化,心肌細(xì)胞的肌小節(jié)結(jié)構(gòu)紊亂,心臟的收縮功能明顯下降,小鼠表現(xiàn)出心臟發(fā)育異常和功能障礙的癥狀。進(jìn)一步研究表明,QKI通過(guò)與ACTN2pre-mRNA上的特定序列結(jié)合,調(diào)控ACTN2第8個(gè)外顯子的剪接。QKI識(shí)別并結(jié)合到ACTN2pre-mRNA的內(nèi)含子區(qū)域,該區(qū)域富含與QKI結(jié)合的保守序列模體。當(dāng)QKI正常結(jié)合時(shí),能夠促進(jìn)剪接體對(duì)ACTN2第8個(gè)外顯子的正確識(shí)別和剪接,保證α-actinin-2蛋白的正常表達(dá)。然而,當(dāng)QKI基因缺失或表達(dá)下調(diào)時(shí),QKI無(wú)法有效結(jié)合到ACTN2pre-mRNA上,導(dǎo)致剪接體對(duì)第8個(gè)外顯子的識(shí)別出現(xiàn)偏差,最終造成外顯子跳躍和mRNA降解。QKI還可能通過(guò)與其他剪接調(diào)控因子相互作用,共同調(diào)控ACTN2基因的可變剪接。在心肌細(xì)胞中,存在多種參與可變剪接調(diào)控的蛋白質(zhì)和小分子RNA,它們與QKI形成復(fù)雜的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。一些剪接增強(qiáng)子或抑制子可能與QKI協(xié)同作用,共同影響剪接體對(duì)ACTN2外顯子的選擇。某些蛋白質(zhì)可能與QKI競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合ACTN2pre-mRNA上的結(jié)合位點(diǎn),從而干擾QKI對(duì)可變剪接的正常調(diào)控。QKI通過(guò)精確調(diào)控ACTN2基因的可變剪接,維持α-actinin-2蛋白的正常表達(dá),進(jìn)而確保心肌細(xì)胞的正常結(jié)構(gòu)和功能,對(duì)心臟的正常發(fā)育和功能維持起到了關(guān)鍵作用。這一過(guò)程中,QKI與ACTN2pre-mRNA的結(jié)合以及與其他剪接調(diào)控因子的相互作用,共同構(gòu)成了一個(gè)精細(xì)的調(diào)控網(wǎng)絡(luò),保證了心臟功能的穩(wěn)定。一旦這個(gè)調(diào)控網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)異常,就可能導(dǎo)致心臟結(jié)構(gòu)和功能的異常,引發(fā)各種心臟疾病。三、QKI調(diào)控可變剪接的功能3.2在疾病發(fā)生發(fā)展中的作用3.2.1腫瘤相關(guān)功能在腫瘤研究領(lǐng)域,QKI作為一種關(guān)鍵的RNA結(jié)合蛋白,在腫瘤的發(fā)生、發(fā)展和轉(zhuǎn)移過(guò)程中發(fā)揮著重要作用。越來(lái)越多的研究表明,QKI的異常表達(dá)或功能改變與多種腫瘤的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān),其作為剪接因子在腫瘤中的作用機(jī)制也逐漸成為研究熱點(diǎn)。在肺癌中,QKI被發(fā)現(xiàn)是一種重要的可變剪接調(diào)控因子,其表達(dá)水平的變化對(duì)肺癌的發(fā)生發(fā)展有著顯著影響。中國(guó)科學(xué)院分子細(xì)胞科學(xué)卓越創(chuàng)新中心惠靜毅團(tuán)隊(duì)通過(guò)一系列研究發(fā)現(xiàn),QKI蛋白在非小細(xì)胞肺癌中通常表達(dá)下調(diào),并且其下調(diào)與早期患者的生存期縮短顯著相關(guān)。QKI蛋白能夠在體外和體內(nèi)抑制肺癌細(xì)胞的增殖和轉(zhuǎn)化能力。通過(guò)RNA-Seq分析,確定QKI為肺癌細(xì)胞中的關(guān)鍵可變剪接調(diào)控因子。進(jìn)一步研究揭示,QKI可通過(guò)調(diào)控其關(guān)鍵靶點(diǎn)NUMB基因的剪接,抑制肺癌細(xì)胞增殖,并阻止Notch信號(hào)通路的異常激活。在正常細(xì)胞中,QKI通過(guò)與核心剪接因子SF1競(jìng)爭(zhēng),選擇性地跳過(guò)NUMBmRNA的12號(hào)外顯子,產(chǎn)生不含12號(hào)外顯子的NUMB異構(gòu)體表達(dá),從而負(fù)調(diào)控Notch信號(hào)通路并抑制增殖。當(dāng)QKI表達(dá)下調(diào)時(shí),這種調(diào)控作用減弱,Notch信號(hào)通路異常激活,促進(jìn)肺癌細(xì)胞的增殖和腫瘤的發(fā)展。QKI還通過(guò)調(diào)控細(xì)胞骨架基因ADD3的可變剪接影響肺癌細(xì)胞的遷移能力?;蒽o毅團(tuán)隊(duì)的研究表明,QKI-5能夠識(shí)別ADD3內(nèi)含子13靠近3’剪接位點(diǎn)的富含ACUAAC基序的結(jié)合位點(diǎn),抑制ADD3外顯子14的引入。在肺癌病人中,ADD3外顯子14的引入顯著增加,且與病人的預(yù)后呈顯著負(fù)相關(guān)。ADD3帶有外顯子14順序的長(zhǎng)異構(gòu)體具有促進(jìn)細(xì)胞增殖與遷移的能力,而沒(méi)有這段順序的短異構(gòu)體則不具備這一能力。QKI-5對(duì)細(xì)胞增殖和遷移的調(diào)控在很大程度上是通過(guò)抑制ADD3外顯子14的引入來(lái)實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)QKI-5表達(dá)下調(diào)時(shí),ADD3外顯子14的引入增加,肺癌細(xì)胞的遷移能力增強(qiáng),更易發(fā)生轉(zhuǎn)移;反之,當(dāng)QKI-5過(guò)表達(dá)時(shí),ADD3外顯子14的引入受到抑制,肺癌細(xì)胞的遷移能力則受到遏制。在乳腺癌中,QKI同樣發(fā)揮著重要的調(diào)控作用。有研究發(fā)現(xiàn),QKI的表達(dá)水平與乳腺癌的惡性程度呈負(fù)相關(guān)。QKI可以通過(guò)調(diào)控一些與乳腺癌細(xì)胞增殖、凋亡和轉(zhuǎn)移相關(guān)基因的可變剪接,影響乳腺癌的生物學(xué)行為。QKI可能通過(guò)調(diào)控BCL-x基因的可變剪接,影響乳腺癌細(xì)胞的凋亡。在正常情況下,QKI促進(jìn)BCL-x基因產(chǎn)生抗凋亡的BCL-xL異構(gòu)體;當(dāng)QKI表達(dá)異常時(shí),BCL-x基因的可變剪接發(fā)生改變,產(chǎn)生促凋亡的BCL-xS異構(gòu)體增多,導(dǎo)致乳腺癌細(xì)胞更容易發(fā)生凋亡,從而抑制腫瘤的發(fā)展。QKI還可能通過(guò)調(diào)控與細(xì)胞遷移相關(guān)基因的可變剪接,如MMP-9等,影響乳腺癌細(xì)胞的遷移和侵襲能力。當(dāng)QKI表達(dá)下調(diào)時(shí),MMP-9基因的可變剪接發(fā)生改變,產(chǎn)生具有更高活性的MMP-9異構(gòu)體,促進(jìn)細(xì)胞外基質(zhì)的降解,增強(qiáng)乳腺癌細(xì)胞的遷移和侵襲能力。在結(jié)直腸癌中,QKI的異常表達(dá)也與腫瘤的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。研究表明,QKI在結(jié)直腸癌組織中的表達(dá)明顯低于正常組織,且其低表達(dá)與結(jié)直腸癌的分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和不良預(yù)后相關(guān)。QKI可能通過(guò)調(diào)控Wnt/β-catenin信號(hào)通路相關(guān)基因的可變剪接,影響結(jié)直腸癌細(xì)胞的增殖和轉(zhuǎn)移。在正常情況下,QKI通過(guò)調(diào)控某些基因的可變剪接,抑制Wnt/β-catenin信號(hào)通路的激活;當(dāng)QKI表達(dá)下調(diào)時(shí),Wnt/β-catenin信號(hào)通路異常激活,促進(jìn)結(jié)直腸癌細(xì)胞的增殖和轉(zhuǎn)移。QKI還可能通過(guò)調(diào)控一些與細(xì)胞周期調(diào)控相關(guān)基因的可變剪接,如CyclinD1等,影響結(jié)直腸癌細(xì)胞的增殖。當(dāng)QKI表達(dá)異常時(shí),CyclinD1基因的可變剪接發(fā)生改變,導(dǎo)致CyclinD1蛋白的表達(dá)和活性異常,促進(jìn)結(jié)直腸癌細(xì)胞的增殖。QKI在腫瘤中作為剪接因子,通過(guò)調(diào)控多個(gè)關(guān)鍵基因的可變剪接,影響腫瘤細(xì)胞的增殖、凋亡、遷移和侵襲等生物學(xué)行為,進(jìn)而在腫瘤的發(fā)生、發(fā)展和預(yù)后中發(fā)揮著重要作用。深入研究QKI在腫瘤中的作用機(jī)制,將為腫瘤的診斷、治療和預(yù)后評(píng)估提供新的靶點(diǎn)和理論依據(jù)。3.2.2其他疾病關(guān)聯(lián)除了在腫瘤領(lǐng)域的重要作用外,QKI調(diào)控可變剪接的異常與神經(jīng)退行性疾病、心血管疾病等其他多種疾病也存在著潛在的緊密聯(lián)系。在神經(jīng)退行性疾病方面,QKI的功能異常可能在發(fā)病機(jī)制中扮演關(guān)鍵角色。以多發(fā)性硬化癥(MultipleSclerosis,MS)為例,這是一種以中樞神經(jīng)系統(tǒng)白質(zhì)炎性脫髓鞘病變?yōu)橹饕攸c(diǎn)的自身免疫性疾病。少突膠質(zhì)細(xì)胞負(fù)責(zé)形成髓鞘,其功能異常會(huì)導(dǎo)致髓鞘損傷,這是MS的主要病理特征之一。QKI在少突膠質(zhì)細(xì)胞的分化和髓鞘形成過(guò)程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。MDAnderson癌癥中心的胡建團(tuán)隊(duì)利用神經(jīng)干細(xì)胞特異性Qk基因敲除(Qk-Nestin-iCKO)和少突膠質(zhì)細(xì)胞前體細(xì)胞特異性Qk基因敲除(Qk-Plp-iCKO)兩種小鼠模型,確認(rèn)了Qki對(duì)于發(fā)育早期髓鞘形成過(guò)程至關(guān)重要。Qk敲除小鼠表現(xiàn)為震顫、后肢癱瘓、協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)能力下降,并在Qk敲除后兩周左右死亡。研究發(fā)現(xiàn),Qk敲除小鼠的髓鞘組裝出現(xiàn)問(wèn)題,具體表現(xiàn)為髓鞘主要結(jié)構(gòu)蛋白的共定位異常、脂質(zhì)含量明顯減少以及脂質(zhì)/結(jié)構(gòu)蛋白比例顯著下降。進(jìn)一步研究表明,Qk敲除小鼠的少突膠質(zhì)細(xì)胞內(nèi)膽固醇生物合成相關(guān)代謝酶編碼基因轉(zhuǎn)錄下調(diào),導(dǎo)致不能有足夠的膽固醇用于發(fā)育的短時(shí)間內(nèi)形成超大膜結(jié)構(gòu)——髓鞘。雖然Qki是經(jīng)典的RNA結(jié)合蛋白,但染色質(zhì)免疫共沉淀測(cè)序?qū)嶒?yàn)提示Qki可以作為轉(zhuǎn)錄輔助因子與Srebp2共同招募到膽固醇從頭合成代謝酶編碼基因的啟動(dòng)子區(qū)域,進(jìn)而調(diào)控這些基因的轉(zhuǎn)錄。這表明在MS等神經(jīng)退行性疾病中,QKI調(diào)控可變剪接的異??赡芡ㄟ^(guò)影響少突膠質(zhì)細(xì)胞的功能和髓鞘形成,參與疾病的發(fā)生發(fā)展。在心血管疾病方面,QKI對(duì)心臟正常結(jié)構(gòu)和功能的維持起著不可或缺的作用,其調(diào)控可變剪接的異常與多種心血管疾病的發(fā)生發(fā)展相關(guān)。復(fù)旦大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院孫寧課題組等利用CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)和人胚胎干細(xì)胞定向心肌細(xì)胞分化體系,結(jié)合小鼠Qki敲除模型,闡明了QKI在心臟發(fā)育成熟過(guò)程中的調(diào)控作用。研究發(fā)現(xiàn),QKI基因表達(dá)的缺失會(huì)引起ACTN2第8個(gè)外顯子異常被跳躍,導(dǎo)致無(wú)義介導(dǎo)的mRNA降解,最終使α-actinin-2蛋白表達(dá)量顯著減少,心肌細(xì)胞的纖維排列和收縮力受到嚴(yán)重影響。在Qki敲除的小鼠模型中,心臟組織出現(xiàn)明顯的病理變化,心肌細(xì)胞的肌小節(jié)結(jié)構(gòu)紊亂,心臟的收縮功能明顯下降,小鼠表現(xiàn)出心臟發(fā)育異常和功能障礙的癥狀。這說(shuō)明QKI調(diào)控ACTN2基因可變剪接的異常與心臟發(fā)育異常和功能障礙密切相關(guān),可能是某些先天性心臟病或心肌疾病的潛在發(fā)病機(jī)制之一。QKI調(diào)控可變剪接的異常與神經(jīng)退行性疾病、心血管疾病等多種疾病存在緊密聯(lián)系,在這些疾病的發(fā)病機(jī)制中可能發(fā)揮著重要作用。深入研究QKI在這些疾病中的作用機(jī)制,將為相關(guān)疾病的診斷、治療和預(yù)防提供新的思路和靶點(diǎn)。四、研究方法與技術(shù)4.1鑒定QKI結(jié)合位點(diǎn)的技術(shù)CLIP-seq(Cross-linkingImmunoprecipitationandhigh-throughputsequencing),即紫外交聯(lián)免疫沉淀結(jié)合高通量測(cè)序,是一項(xiàng)在全基因組水平揭示RNA分子與RNA結(jié)合蛋白相互作用的革命性技術(shù)。其主要原理基于RNA分子與RNA結(jié)合蛋白在紫外照射下發(fā)生耦聯(lián)。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,首先用紫外線照射細(xì)胞,使細(xì)胞內(nèi)的RNA結(jié)合蛋白(如QKI)與與之結(jié)合的RNA分子發(fā)生共價(jià)交聯(lián),形成穩(wěn)定的RNA-蛋白質(zhì)復(fù)合體。接著,利用針對(duì)QKI蛋白的特異性抗體,通過(guò)免疫沉淀的方法將RNA-蛋白質(zhì)復(fù)合體沉淀下來(lái)。然后,對(duì)沉淀得到的復(fù)合體進(jìn)行處理,回收其中的RNA片段。對(duì)這些RNA片段添加接頭、進(jìn)行逆轉(zhuǎn)錄(RT)和PCR擴(kuò)增等步驟后,進(jìn)行高通量測(cè)序。最后,通過(guò)生物信息學(xué)的分析和處理,將測(cè)序得到的序列與參考基因組進(jìn)行比對(duì),從而確定QKI在RNA上的結(jié)合位點(diǎn)。CLIP-seq技術(shù)在鑒定QKI體內(nèi)RNA結(jié)合位點(diǎn)方面具有顯著優(yōu)勢(shì)。該技術(shù)能夠在體內(nèi)生理?xiàng)l件下捕獲QKI與RNA的相互作用,避免了體外實(shí)驗(yàn)可能帶來(lái)的偏差,保證了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的真實(shí)性和可靠性。通過(guò)高通量測(cè)序,可以在全基因組范圍內(nèi)對(duì)QKI的結(jié)合位點(diǎn)進(jìn)行全面、系統(tǒng)的鑒定,有助于發(fā)現(xiàn)新的QKI靶標(biāo)RNA和結(jié)合位點(diǎn),為深入研究QKI的調(diào)控機(jī)制提供更廣泛的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。iCLIP-seq(Individual-nucleotideresolutionCLIP-seq),即單核苷酸分辨率的紫外交聯(lián)免疫沉淀測(cè)序,是CLIP-seq技術(shù)的改進(jìn)和升級(jí)。與CLIP-seq相比,iCLIP-seq在實(shí)驗(yàn)流程和數(shù)據(jù)分析方面進(jìn)行了優(yōu)化,能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)RNA結(jié)合蛋白結(jié)合位點(diǎn)的單核苷酸分辨率鑒定。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,iCLIP-seq通過(guò)引入特殊的實(shí)驗(yàn)步驟和標(biāo)記方法,使得在逆轉(zhuǎn)錄過(guò)程中,逆轉(zhuǎn)錄酶在遇到交聯(lián)位點(diǎn)時(shí)會(huì)發(fā)生終止,從而在cDNA序列中留下交聯(lián)位點(diǎn)的信息。通過(guò)對(duì)這些cDNA序列的分析,可以精確確定QKI與RNA結(jié)合的具體核苷酸位置。iCLIP-seq技術(shù)在鑒定QKI結(jié)合位點(diǎn)時(shí)具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。它能夠提供更精確的結(jié)合位點(diǎn)信息,對(duì)于研究QKI與RNA相互作用的精細(xì)機(jī)制至關(guān)重要。在研究QKI對(duì)特定基因可變剪接的調(diào)控時(shí),精確的結(jié)合位點(diǎn)信息可以幫助我們更好地理解QKI如何通過(guò)與RNA結(jié)合來(lái)影響剪接位點(diǎn)的選擇和剪接過(guò)程的進(jìn)行。iCLIP-seq技術(shù)還可以檢測(cè)到一些傳統(tǒng)CLIP-seq技術(shù)難以發(fā)現(xiàn)的弱結(jié)合位點(diǎn)或低豐度的結(jié)合事件,進(jìn)一步拓展了我們對(duì)QKI結(jié)合譜的認(rèn)識(shí)。除了CLIP-seq和iCLIP-seq技術(shù)外,還有一些其他相關(guān)技術(shù)也可用于鑒定QKI結(jié)合位點(diǎn)。PAR-CLIP(Photoactivatable-ribonucleoside-enhancedCLIP),即光活化核糖核苷增強(qiáng)的紫外交聯(lián)免疫沉淀技術(shù)。該技術(shù)在細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中加入光活化核糖核苷(如4-SU或6-SG),這些核糖核苷會(huì)摻入到新生的RNA分子中。在紫外線照射下,光活化核糖核苷與RNA結(jié)合蛋白發(fā)生交聯(lián),形成更穩(wěn)定的交聯(lián)復(fù)合物。PAR-CLIP技術(shù)通過(guò)在交聯(lián)過(guò)程中引入光活化核糖核苷,提高了交聯(lián)效率和特異性,能夠更有效地捕獲RNA結(jié)合蛋白與RNA的相互作用。并且在數(shù)據(jù)分析時(shí),由于光活化核糖核苷在交聯(lián)后會(huì)導(dǎo)致逆轉(zhuǎn)錄過(guò)程中出現(xiàn)特定的突變(如C到T的轉(zhuǎn)換),可以利用這些突變特征更準(zhǔn)確地鑒定結(jié)合位點(diǎn)。這些鑒定QKI結(jié)合位點(diǎn)的技術(shù)各有特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),為深入研究QKI與RNA的相互作用提供了強(qiáng)大的工具。通過(guò)綜合運(yùn)用這些技術(shù),可以更全面、準(zhǔn)確地鑒定QKI在體內(nèi)的RNA結(jié)合位點(diǎn),為揭示QKI調(diào)控可變剪接的機(jī)制奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。4.2研究可變剪接變化的方法RNA-seq(RNAsequencing)技術(shù),即RNA測(cè)序技術(shù),是研究可變剪接變化的核心技術(shù)之一。其基本原理是將細(xì)胞內(nèi)的RNA逆轉(zhuǎn)錄為cDNA,然后利用高通量測(cè)序技術(shù)對(duì)cDNA進(jìn)行測(cè)序,從而獲得細(xì)胞內(nèi)RNA的序列信息。在可變剪接研究中,RNA-seq技術(shù)具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。由于RNA-seq能夠?qū)?xì)胞內(nèi)的全部RNA進(jìn)行測(cè)序,只要測(cè)序深度足夠深,就能夠檢測(cè)到所有轉(zhuǎn)錄本的全部序列,包括來(lái)自剪接接合區(qū)的序列。通過(guò)對(duì)這些序列的分析,就可以準(zhǔn)確地識(shí)別出各種可變剪接事件。利用Tophat等軟件,可以定位剪接接合區(qū)的讀段,標(biāo)定出剪接事件中的供體位點(diǎn)和受體位點(diǎn)。通過(guò)比較不同樣本中這些位點(diǎn)的組合情況,就能清晰地識(shí)別出選擇性剪接事件,如外顯子跳躍、可變5’端剪接位點(diǎn)、可變3’端剪接位點(diǎn)、內(nèi)含子保留和互斥外顯子等。RNA-seq技術(shù)還能夠定量分析剪接異構(gòu)體的表達(dá)變化。通過(guò)對(duì)定位到不同剪接異構(gòu)體的讀段進(jìn)行計(jì)數(shù),結(jié)合外顯子其他區(qū)域的讀段數(shù)據(jù),就可以精確地計(jì)算出不同剪接異構(gòu)體在樣本中的表達(dá)水平。在比較不同組織、不同發(fā)育階段或不同疾病狀態(tài)下的樣本時(shí),通過(guò)RNA-seq技術(shù)可以準(zhǔn)確地檢測(cè)出剪接異構(gòu)體表達(dá)水平的差異。在腫瘤研究中,利用RNA-seq技術(shù)對(duì)腫瘤組織和正常組織進(jìn)行測(cè)序分析,能夠發(fā)現(xiàn)某些基因的剪接異構(gòu)體在腫瘤組織中表達(dá)上調(diào)或下調(diào),從而深入研究這些剪接異構(gòu)體在腫瘤發(fā)生發(fā)展中的作用。除了RNA-seq技術(shù)外,還有一些其他方法可用于研究可變剪接變化。實(shí)時(shí)定量PCR(qRT-PCR)技術(shù)可以對(duì)特定的剪接異構(gòu)體進(jìn)行定量分析。通過(guò)設(shè)計(jì)特異性的引物,針對(duì)不同剪接異構(gòu)體的獨(dú)特序列進(jìn)行擴(kuò)增,然后利用熒光定量PCR技術(shù)檢測(cè)擴(kuò)增產(chǎn)物的量,從而準(zhǔn)確地測(cè)定特定剪接異構(gòu)體的表達(dá)水平。qRT-PCR技術(shù)具有靈敏度高、特異性強(qiáng)、操作相對(duì)簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn),適用于對(duì)已知剪接異構(gòu)體的定量驗(yàn)證。在驗(yàn)證RNA-seq結(jié)果時(shí),qRT-PCR技術(shù)可以對(duì)某些關(guān)鍵基因的剪接異構(gòu)體表達(dá)水平進(jìn)行精確測(cè)定,以確保RNA-seq數(shù)據(jù)的可靠性。毛細(xì)管電泳技術(shù)也可用于檢測(cè)可變剪接。該技術(shù)利用不同大小的核酸片段在電場(chǎng)中的遷移速率不同,對(duì)PCR擴(kuò)增得到的包含可變剪接區(qū)域的核酸片段進(jìn)行分離和檢測(cè)。通過(guò)分析電泳圖譜中核酸片段的大小和峰型,可以判斷是否存在可變剪接事件以及不同剪接異構(gòu)體的相對(duì)含量。毛細(xì)管電泳技術(shù)具有分離效率高、分析速度快、樣品用量少等優(yōu)點(diǎn),能夠直觀地展示可變剪接產(chǎn)物的多樣性。生物信息學(xué)分析方法在研究可變剪接變化中也起著重要作用。通過(guò)對(duì)RNA-seq數(shù)據(jù)進(jìn)行生物信息學(xué)分析,可以挖掘出大量關(guān)于可變剪接的信息。利用一些專(zhuān)門(mén)的生物信息學(xué)軟件,如Cufflinks、rMATS等,可以對(duì)RNA-seq數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析,識(shí)別可變剪接事件,預(yù)測(cè)剪接異構(gòu)體的功能,以及分析可變剪接與基因表達(dá)調(diào)控、疾病發(fā)生發(fā)展等之間的關(guān)系。這些軟件通過(guò)對(duì)測(cè)序數(shù)據(jù)的比對(duì)、拼接、注釋等操作,能夠快速、準(zhǔn)確地分析出可變剪接的變化情況,為深入研究可變剪接提供了有力的工具。RNA-seq技術(shù)在研究可變剪接變化中發(fā)揮著核心作用,結(jié)合qRT-PCR、毛細(xì)管電泳等實(shí)驗(yàn)技術(shù)以及生物信息學(xué)分析方法,能夠全面、深入地研究可變剪接的變化規(guī)律和生物學(xué)功能,為揭示基因表達(dá)調(diào)控機(jī)制和疾病發(fā)生發(fā)展的分子機(jī)制提供重要的技術(shù)支持。4.3功能驗(yàn)證的實(shí)驗(yàn)手段基因編輯技術(shù)在驗(yàn)證QKI調(diào)控可變剪接功能中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。CRISPR/Cas9系統(tǒng)作為一種高效、精準(zhǔn)的基因編輯工具,能夠?qū)?xì)胞或生物體的基因組進(jìn)行定點(diǎn)修飾。在研究QKI的功能時(shí),可以利用CRISPR/Cas9技術(shù)構(gòu)建QKI基因敲除細(xì)胞系或動(dòng)物模型。通過(guò)將編碼Cas9蛋白的基因和靶向QKI基因的sgRNA導(dǎo)入細(xì)胞或受精卵中,Cas9蛋白在sgRNA的引導(dǎo)下,能夠特異性地切割QKI基因的特定區(qū)域,導(dǎo)致基因片段的缺失或插入,從而實(shí)現(xiàn)QKI基因的敲除。在細(xì)胞水平上,QKI基因敲除后,可以通過(guò)RNA-seq、qRT-PCR等技術(shù)檢測(cè)可變剪接事件的變化。在肺癌細(xì)胞系中敲除QKI基因后,利用RNA-seq分析發(fā)現(xiàn),一些與細(xì)胞增殖和遷移相關(guān)基因的可變剪接模式發(fā)生了顯著改變,進(jìn)一步驗(yàn)證了QKI在調(diào)控這些基因可變剪接中的作用。在動(dòng)物模型中,如小鼠,通過(guò)CRISPR/Cas9介導(dǎo)的基因編輯技術(shù)敲除Qki基因,觀察小鼠在發(fā)育過(guò)程中的表型變化。MDAnderson癌癥中心的胡建團(tuán)隊(duì)利用神經(jīng)干細(xì)胞特異性Qk基因敲除(Qk-Nestin-iCKO)和少突膠質(zhì)細(xì)胞前體細(xì)胞特異性Qk基因敲除(Qk-Plp-iCKO)兩種小鼠模型,確認(rèn)了Qki對(duì)于發(fā)育早期髓鞘形成過(guò)程至關(guān)重要。Qk敲除小鼠表現(xiàn)為震顫、后肢癱瘓、協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)能力下降,并在Qk敲除后兩周左右死亡。這表明QKI在神經(jīng)發(fā)育過(guò)程中通過(guò)調(diào)控可變剪接,對(duì)髓鞘形成和神經(jīng)系統(tǒng)功能的維持起著不可或缺的作用。細(xì)胞功能實(shí)驗(yàn)也是驗(yàn)證QKI調(diào)控可變剪接功能的重要手段。在細(xì)胞增殖實(shí)驗(yàn)方面,可以采用CCK-8法、EdU摻入法等。CCK-8法是基于細(xì)胞對(duì)四唑鹽類(lèi)物質(zhì)的還原能力,通過(guò)檢測(cè)細(xì)胞增殖過(guò)程中產(chǎn)生的甲瓚產(chǎn)物的吸光度,來(lái)反映細(xì)胞的增殖活性。在研究QKI對(duì)肺癌細(xì)胞增殖的影響時(shí),分別在正常表達(dá)QKI和敲低QKI的肺癌細(xì)胞中進(jìn)行CCK-8實(shí)驗(yàn)。結(jié)果顯示,敲低QKI后,肺癌細(xì)胞的增殖活性顯著增強(qiáng),表明QKI通過(guò)調(diào)控可變剪接,對(duì)肺癌細(xì)胞的增殖起到抑制作用。EdU摻入法則是利用EdU(5-乙炔基-2’-脫氧尿嘧啶)能夠在細(xì)胞增殖過(guò)程中摻入到新合成的DNA中的特性,通過(guò)熒光標(biāo)記的疊氮化物與EdU發(fā)生點(diǎn)擊化學(xué)反應(yīng),直觀地檢測(cè)細(xì)胞的增殖情況。在乳腺癌細(xì)胞中,利用EdU摻入法發(fā)現(xiàn),過(guò)表達(dá)QKI后,細(xì)胞的增殖能力受到抑制,進(jìn)一步驗(yàn)證了QKI在乳腺癌細(xì)胞增殖調(diào)控中的作用。在細(xì)胞遷移和侵襲實(shí)驗(yàn)中,Transwell小室實(shí)驗(yàn)是常用的方法。Transwell小室具有通透性的聚碳酸酯膜,將細(xì)胞接種在上室,下室加入含有趨化因子的培養(yǎng)基。細(xì)胞會(huì)在趨化因子的作用下,穿過(guò)聚碳酸酯膜遷移到下室。通過(guò)計(jì)數(shù)下室的細(xì)胞數(shù)量,可以評(píng)估細(xì)胞的遷移能力。在研究QKI對(duì)結(jié)直腸癌細(xì)胞遷移的影響時(shí),將正常表達(dá)QKI和敲低QKI的結(jié)直腸癌細(xì)胞分別接種到Transwell小室的上室。結(jié)果表明,敲低QKI后,結(jié)直腸癌細(xì)胞穿過(guò)聚碳酸酯膜的數(shù)量明顯增加,說(shuō)明QKI通過(guò)調(diào)控可變剪接,抑制了結(jié)直腸癌細(xì)胞的遷移能力。侵襲實(shí)驗(yàn)則在Transwell小室的聚碳酸酯膜上鋪上一層基質(zhì)膠,模擬細(xì)胞外基質(zhì),細(xì)胞需要降解基質(zhì)膠才能穿過(guò)膜,從而檢測(cè)細(xì)胞的侵襲能力。在肝癌細(xì)胞中,通過(guò)Transwell侵襲實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),QKI的表達(dá)下調(diào)會(huì)增強(qiáng)肝癌細(xì)胞的侵襲能力,揭示了QKI在肝癌細(xì)胞侵襲過(guò)程中的調(diào)控作用。動(dòng)物模型構(gòu)建在驗(yàn)證QKI調(diào)控可變剪接功能方面具有不可替代的作用。除了前面提到的利用CRISPR/Cas9技術(shù)構(gòu)建QKI基因敲除小鼠模型外,還可以構(gòu)建QKI過(guò)表達(dá)小鼠模型。通過(guò)將QKI基因的表達(dá)載體導(dǎo)入小鼠受精卵中,使其在小鼠體內(nèi)過(guò)表達(dá)QKI。觀察過(guò)表達(dá)QKI小鼠在生理和病理過(guò)程中的變化,有助于深入了解QKI的功能。在研究QKI對(duì)心血管系統(tǒng)的影響時(shí),構(gòu)建QKI過(guò)表達(dá)小鼠模型,發(fā)現(xiàn)小鼠心臟的結(jié)構(gòu)和功能得到改善,心肌細(xì)胞的收縮力增強(qiáng)。進(jìn)一步研究表明,QKI過(guò)表達(dá)通過(guò)調(diào)控相關(guān)基因的可變剪接,促進(jìn)了心肌細(xì)胞的正常發(fā)育和功能維持。在腫瘤研究中,異種移植小鼠模型是常用的工具。將人類(lèi)腫瘤細(xì)胞接種到免疫缺陷小鼠體內(nèi),觀察腫瘤的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移情況。在驗(yàn)證QKI對(duì)肺癌轉(zhuǎn)移的影響時(shí),將正常表達(dá)QKI和敲低QKI的肺癌細(xì)胞分別接種到裸鼠體內(nèi)。結(jié)果顯示,敲低QKI的肺癌細(xì)胞在裸鼠體內(nèi)形成的腫瘤體積更大,且更容易發(fā)生轉(zhuǎn)移,表明QKI通過(guò)調(diào)控可變剪接,抑制了肺癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移能力?;蚓庉嫾夹g(shù)、細(xì)胞功能實(shí)驗(yàn)和動(dòng)物模型構(gòu)建等實(shí)驗(yàn)手段相互配合,從不同層面和角度驗(yàn)證了QKI調(diào)控可變剪接的功能,為深入理解QKI的生物學(xué)作用提供了堅(jiān)實(shí)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。五、研究現(xiàn)狀與展望5.1研究現(xiàn)狀總結(jié)目前,關(guān)于RNA結(jié)合蛋白QKI調(diào)控可變剪接的機(jī)制和功能研究已取得了顯著進(jìn)展。在機(jī)制方面,研究明確了QKI與靶標(biāo)RNA的識(shí)別與結(jié)合特征,發(fā)現(xiàn)QKI傾向于結(jié)合富含ACUAAC基序的RNA序列,這種結(jié)合特異性由QKI蛋白的RNA結(jié)合區(qū)域與RNA堿基之間的氫鍵、靜電相互作用等決定。QKI與RNA的結(jié)合方式復(fù)雜,涉及多種分子間相互作用和結(jié)構(gòu)變化,蛋白結(jié)構(gòu)、RNA二級(jí)結(jié)構(gòu)以及其他分子都會(huì)影響QKI與RNA的結(jié)合。在調(diào)控可變剪接的分子途徑上,QKI通過(guò)與剪接體相互作用,影響剪接體的組裝、激活和催化過(guò)程,還能通過(guò)直接結(jié)合剪接位點(diǎn)附近的序列、改變RNA二級(jí)結(jié)構(gòu)以及與其他RNA結(jié)合蛋白相互作用等方式,精確調(diào)控剪接位點(diǎn)的選擇。基于具體案例的研究,如肺癌中ADD3基因可變剪接調(diào)控以及心臟發(fā)育中ACTN2基因可變剪接調(diào)控,進(jìn)一步深入揭示了QKI在特定生理病理過(guò)程中調(diào)控可變剪接的分子機(jī)制。在功能研究方面,QKI在生理過(guò)程中對(duì)細(xì)胞分化與發(fā)育以及組織器官功能維持起著關(guān)鍵作用。在少突膠質(zhì)細(xì)胞和神經(jīng)干細(xì)胞的分化過(guò)程中,QKI通過(guò)調(diào)控相關(guān)基因的可變剪接,促進(jìn)細(xì)胞的分化和發(fā)育。在心臟發(fā)育過(guò)程中,QKI對(duì)ACTN2基因可變剪接的調(diào)控,確保了心肌細(xì)胞的正常結(jié)構(gòu)和功能,維持了心臟的正常發(fā)育和功能。在疾病發(fā)生發(fā)展中,QKI的異常表達(dá)或功能改變與多種腫瘤以及其他疾病密切相關(guān)。在肺癌、乳腺癌、結(jié)直腸癌等腫瘤中,QKI通過(guò)調(diào)控多個(gè)關(guān)鍵基因的可變剪接,影響腫瘤細(xì)胞的增殖、凋亡、遷移和侵襲等生物學(xué)行為。在神經(jīng)退行性疾病和心血管疾病中,QKI調(diào)控可變剪接的異常也參與了疾病的發(fā)生發(fā)展。盡管取得了上述成果,但當(dāng)前研究仍存在一些問(wèn)題和不足。在機(jī)制研究方面,雖然已知QKI與靶標(biāo)RNA的結(jié)合位點(diǎn)和結(jié)合方式,但對(duì)于QKI如何在復(fù)雜的細(xì)胞環(huán)境中準(zhǔn)確地找到其靶標(biāo)RNA,以及如何與其他眾多的RNA結(jié)合蛋白協(xié)同作用,形成精確的可變剪接調(diào)控網(wǎng)絡(luò),仍有待深入研究。在QKI與剪接體相互作用的具體分子機(jī)制上,雖然已經(jīng)發(fā)現(xiàn)QKI能夠與剪接體中的一些核心蛋白和snRNP相互作用,但對(duì)于這些相互作用如何在時(shí)空上精確調(diào)控剪接體的組裝、激活和催化過(guò)程,還缺乏全面而深入的理解。在功能研究方面,雖然已經(jīng)明確QKI在多種生理病理過(guò)程中的重要作用,

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