来自RNA-seq的选择性聚腺苷酸化的动态分析揭示了7种肿瘤类型的3′-UTR图谱

细胞衰老被认为是一种肿瘤抑制机制，也是导致个体衰老的因素。最近在癌细胞中发现信使RNA（mRNAs）中3′非翻译区（3′UTRs）通过选择性聚腺苷酸化（APA）广泛缩短。然而，APA在细胞衰老过程中的作用尚不明确。在这里，我们发现衰老细胞中的数百个基因倾向于使用远端poly（A）（pA）位点，导致3′UTR的整体延长和基因表达降低。衰老细胞中含有较长3′UTR的基因富含衰老相关通路。Rras2是Ras超家族的一员，参与多种信号转导途径，喜欢更长时间使用3′UTR，并且在衰老细胞中表现出表达降低。耗尽Rras2促进衰老，而拯救Rras2逆转衰老相关表型。从机制上讲，剪接因子TRA2B结合到位于Rras2的选择性3′UTR中的核心“AGAA”基序，从而降低Rras2蛋白水平并导致衰老。近端和远端poly（A）信号都显示出较强的序列保守性，突出了APA调节在进化过程中的重要作用。我们的结果揭示了APA是一种调节细胞衰老的新机制。

存活运动神经元（SMN）在催化前mRNA剪接的剪接体小核核糖核蛋白（snRNP）组装中发挥作用。在这里，我们利用Smn和另外两个snRNP生物发生基因Phax和Ars2的中断，将RNA加工差异归类为果蝇中的snRNP依赖性差异或基因特异性差异。Phax和Smn突变体的snRNA减少程度相当，对其转录组的比较揭示了RNA加工的共同变化。相反，Ars2突变体的snRNA水平仅显示出小幅度下降，这些突变体的RNA加工变化通常与Phax和Smn动物中发现的不同。相反，Ars2突变体的RNA加工变化支持Ars2蛋白与帽结合复合物的已知相互作用，因为剪接变化显示出对第一内含子的明显偏向。通过对snRNP生物发生的干扰，剪接体蛋白的直接敲除导致了snRNP依赖性事件剪接的类似变化。然而，这些snRNP依赖性事件在最初在人类脊髓性肌萎缩症（SMA）患者中发现的三个表达错义突变的Smn突变体中基本没有改变。因此，这里的研究结果阐明了Phax、Smn和Ars2对果蝇snRNP生物发生的贡献，这些蛋白质的功能缺失突变体揭示了有助于解开SMA模型苍蝇因果关系的差异。

对poly（A）+RNA的3′端进行测序，确定切割和聚腺苷酸化位点（pAs），并测量转录表达。我们之前开发了一种方法，即3′区域提取和深度测序（3′READS），以解决经常困扰3′末端测序的误判问题。在这里，我们报告了一个新版本，命名为3′READS+，它大大提高了准确性和灵敏度。使用一种特殊的锁定核酸寡核苷酸捕获poly（a）+RNA并去除poly（a）尾部的大部分，3′READS+生成具有最佳数量的末端a的RNA片段，以平衡数据质量和检测真正的pAs。与前一版本相比，由于改进了RNA连接步骤以提高效率，该方法显示出更高的灵敏度（超过两个数量级）。使用3′READS+，我们发现了相当大一部分以前被忽视的pAs，它们位于人类基因中腺苷酸残基的附近或范围内，并且更准确地评估了HeLa细胞中选择性切割和多聚腺苷酸化（APA）的频率（～50%）。3′READS+将是准确研究APA和通过3′末端计数分析基因表达的有用工具，尤其是在输入总RNA量有限的情况下。