Длина интронов влияет на экспрессию гена

Группа в составе Ian A. Swinburne, David G. Miguez, Dirk Landgraf под руководством Pamela A. Silver из Department of Systems Biology, Harvard Medical School, Boston провела работу, в ходе которой было выяснено, что интроны могут влиять на экспрессию генов через увеличение времени, необходимого для транскрипции гена. С одной стороны время транскрипции увеличивается через отрицательную обратную связь. В работе показано, что смоделированная отрицательная обратная связь в клетках животных определяет ритм транскрипции, который имеет широкие пределы, возрастающие с длиной интронов. Эти результаты в комбинации с математическим моделированием позволяют предположить к чему может приводить интрон-зависимое изменение ритма. Был сделан вывод, что увеличение времени транскрипции, необходимое для генов, содержащих длинные интроны, очень важно для реализации программы экспрессии этих генов.

6

Прерывание кодирующей последовательности вызывает усиление экспрессии генов

В 2001 году исследовательская группа из University College London под руководством Jurgen Roes занималась изучением механизмов экспрессии рекомбинантных генов in vivo, в том числе при генной терапии. В ходе этих исследований было выяснено, что при создании искусственных экзонов с помощью введения 2-х коротких интронов таким образом, что они находятся в открытой рамке считывания, продукция мРНК зеленого ффлуоресцирующего белка (GFP) и Cre-рекомбиназы бактериофага увеличиваются в 30 раз. Исследователями был сделан вывод, что этот метод применим для усиления экспрессии генов, вводимых с помощью векторов при генной терапии. Но мы можем сделать не менее важный вывод- наличие интронов несомненно влияет на экспрессию генов.

7

МикроРнк, кодируемая интронами

Некоторые гены, находящиеся в интронах кодируют не белки,микроРНК, которые, связываясь с мРНК, регулируют экспрессию генов. Исследованиями механизмов этого явления занимаются вDepartment of Cell and Neurobiology, Keck School of Medicine, University of Southern California.  Многие варианты микроРНК распространены у растений, животных и микроорганизмов. МикроРНК, происходящие из интронов (Id-miRNA)- это новый класс микроРНК, для биогенеза им необходима РНК- полимераза II и компоненты сплайсеосомы. Некоторые типы Id-miRNA идентифицированны у C. elegans, мыши и человека.  MiRNA связывается с мРНК с полной или частичной комплементарностью. Частичная комплементраность дает возможность использовать микроРНК в качестве конструкций для борьбы с полиморфизмам генов в опухолях и вирусными инфекциями.  Id-miRNA способны индуцировать РНК-интерференцию во многих клетках, что свидетельствует об эволюционном характере этой посттрансляционной регуляторной системы (статья).

8

В заключение

В заключение необходимо сказать, что интроны и все, что с ними связано еще плохо исследовано.Недостаточно исследованы механизмы сплайсинга, недостаточно изучены функции интронов. Но виден несомненный прогресс: если еще недавно интроны считались каким-то непонятным "генетическим мусором", ненужными фрагментами генов, которые существуют неизвестно для чего и выбрасываются при сплайсинге мРНК, то теперь очевидна их важность. Как упоминалось выше, наличие интронов в структуре гена открывает возможности для альтернативногосплайсинга. Кроме того, интроны могут содержатьнекодирующие регуляторные последовательности, которые определяют экспрессию генов. Также интроны могут участвовать в авторегуляции процессинга мРНК. Резюмируя все вышесказанное, хочется напомнить о необходимости дальнейших исследований. Особенно нужны они в сфере геронтологии и онкологии. Как и любой фактор, влияющий на экспрессию генов, существование и аномальное функционирование интронов может приводить к аномальной экспрессии генов или к появлению аномальных белков. Есть информация, что наличие СА-повторов в интронах гена эпидермального фактора роста влияет на развитие и прогноз рака груди.  Кроме того, ведутся исследования о роли полиморфизмов различных генов в возникновении сосудистых аномалий- аневризмы аорты и субарахноидальных кровотечений у различных этнических групп. В возникновении этих полиморфизмов не последнюю роль играют изменения в интронах этих генов. Сейчас ведутся исследования полиморфизмов (в том числе и в интронах) различных генов, ассоциированных с различными заболеваниями, в основном в каких-либо этнических группах. Необходимо систематизировать эти исследования. Нужно активизировать исследования в следующих направлениях: 1) исследования роли интронов 2) исследования механизмов их функционирования 3) исследования регуляторных последовательностей, локализующихся в интронах 4) исследование изменений в интронах, связанных с различными заболеваниями 5) и самое ГЛАВНОЕ- исследования связи функционирования и изменений в интронах с процессом старения. Работ, хоть как-то косвенно затрагивающих эту проблему, ужасающе мало, а это должно стать главным направлением. 10 октября 2008 года

загрузка...

Комментарии

mi20022

13 октября 2008 в 02:34

 

Правда ли, что чем дальше стоят друг от друга животные по видам, классам и т.п., тем более похожи у них итроны (структура генетического мусора)? На эту тему недавно была статья в газете.ру

emeraldrose

автор

13 октября 2008 в 16:34

 

mi20022:

Правда ли, что чем дальше стоят друг от друга животные по видам, классам и т.п., тем более похожи у них итроны (структура генетического мусора)? На эту тему недавно была статья в газете.ру

Нет, это неправда. Функция интронов еще не изучена настолько, чтобы говорить,что одно похоже на другое. Если мы с вами имеем в виду одну и ту же статьюhttp://www.gazeta.ru/science/200...shtml, то там прямо указывается, что ученые сейчас только строят туманные предположения, чтобы хоть как-то объяснить кажущуюся сходность. Об этом можно будет серьезно говорить, когда появится больше исследований на эту тему, содержащих хоть как-то обоснованные предположения. О схожести нтронов вообще трудно говорить, потому что даже у сходных видов и количество и длина сильно отличаются, пока никакой закономерности не выявлено.  А насчет "генетического мусора", то это устаревший подход; вся моя статья посвящена тому, что интроны выполняют множество важных функции, которые пока плохо изучены, но несомненно они есть.