The alternative splicing program of differentiated smooth muscle cells involves concerted non-productive splicing of post-transcriptional regulators

doi:10.1093/nar/gkw560

.2016年10月14日；44(18):8933-8950.

doi:10.1093/nar/gkw560。 Epub 2016年6月17日。

分化平滑肌细胞的选择性剪接程序涉及转录后调节物的协同非生产性剪接

附属机构

¹英国剑桥大学生物化学系，剑桥网球球场路，CB2 1QW。
²伦敦大学学院神经病学研究所分子神经科学系，伦敦皇后广场，WC1N 3BG，英国加泰罗尼亚研究与高级研究所（ICREA），西班牙巴塞罗那E08010。
^三剑桥大学生物化学系，剑桥网球场路，剑桥，CB2 1QW，英国计算基因组学，蓬佩法布拉大学，E08003巴塞罗那，西班牙。
⁴阿根廷里奥内格罗，巴里洛切8400，INIBIOMA，CONICET-UNComahue。
⁵计算基因组学，西班牙巴塞罗那蓬佩法布拉大学，E08003。
⁶伦敦大学学院神经病学研究所分子神经科学系，伦敦皇后广场，WC1N 3BG，英国MRC分子生物学实验室，Francis Crick Avenue，Cambridge CB2 0QH，UK。
⁷英国剑桥大学生物化学系，剑桥网球球场路，CB2 1QWcwjs1@cam.ac.uk。

PMID： 27317697
预防性维修识别码：项目编号：5062968
内政部： 10.1093/nar/gkw560

分化平滑肌细胞的选择性剪接程序涉及转录后调节物的协同非生产性剪接

米里亚姆·略里安等。核酸研究. 2016.

.2016年10月14日；44(18):8933-8950.

doi:10.1093/nar/gkw560。 Epub 2016年6月17日。

附属机构

¹英国剑桥大学生物化学系，剑桥网球球场路，CB2 1QW。
²伦敦大学学院神经病学研究所分子神经科学系，伦敦皇后广场，WC1N 3BG，英国加泰罗尼亚研究与高级研究所（ICREA），西班牙巴塞罗那E08010。
^三剑桥大学生物化学系，剑桥网球场路，剑桥，CB2 1QW，英国计算基因组学，蓬佩法布拉大学，E08003巴塞罗那，西班牙。
⁴阿根廷里奥内格罗，巴里洛切8400，INIBIOMA，CONICET-UNComahue。
⁵计算基因组学，庞培法布拉大学，西班牙巴塞罗那E08003。
⁶伦敦大学学院神经病学研究所分子神经科学系，伦敦皇后广场，WC1N 3BG，英国MRC分子生物学实验室，Francis Crick Avenue，Cambridge CB2 0QH，UK。
⁷英国剑桥大学生物化学系，剑桥网球球场路，CB2 1QWcwjs1@cam.ac.uk。

PMID： 27317697
预防性维修识别码：下午5时062968分
内政部： 10.1093/nar/gkw560

摘要

选择性剪接（AS）是驱动细胞分化的基因表达程序的关键组成部分。平滑肌细胞（SMC）在许多生理系统的功能中都很重要；然而，对SMC AS的调查仅限于少数事件。我们分析了小鼠去分化SMC的转录组变化，并观察了数百例AS事件的变化。分化细胞中包含的外显子的特征在于特别弱的剪接位点和多嘧啶道结合蛋白（PTBP1）的上游结合位点。与此一致，敲除实验表明PTBP1抑制许多平滑肌特异性外显子。我们还观察到协同剪接变化，预测其下调分化细胞中U1和U2 snRNP核心成分、剪接调控因子和其他转录后因子的表达。与未分化细胞相比，分化后同源蛋白水平较低或相似。然而，snRNAs的水平并不随剪接蛋白的表达而变化，在U1 snRNP的情况下，我们看到U1 snRNA和U1 snRNP蛋白水平的相互变化。我们的结果表明，分化SMC中的AS程序是由辅助RNA结合蛋白（如PTBP1）的联合影响，以及核心剪接机制的活性和化学计量学的改变所调控的。

©作者2016。由牛津大学出版社代表核酸研究出版。

PubMed免责声明

数字

**图1。**
去分化平滑肌细胞（SMC）的拼接敏感阵列分析。(一个)总体实验设计。从小鼠主动脉和膀胱的分化收缩SMC以及培养7天的SMC中分离出RNA。RNA用于制备与剪接敏感微阵列杂交的靶点，然后通过ASPIRE预测转录水平和剪接变化。(B)qRT-PCR分析分化（深色）和增殖（浅色）主动脉（红色）和膀胱（蓝色）之间标记基因表达的变化。(C)分化和增殖的主动脉（左上）和膀胱（右上）平滑肌细胞之间调节的ASE类型的分布，以及阵列上显示的所有ASE（下）。对于该分析，将阵列上注释为“启动子”和“出血启动子”的事件组合，以及“末端”和“流血末端”。(D类)比较主动脉和膀胱平滑肌细胞CE剪接变化方向的维恩图。绝大多数CEs在两种组织中协同调节。

**图2。**
盒式磁带和互斥拼接事件的验证。选择性盒外显子（CE）在分化中的内含物增加(一个)或增殖细胞(B)和相互排斥的外显子事件(C)通过RT-PCR对主动脉和膀胱进行验证。所示值为平均值±sd(n个=3）外显子包含百分比。在C组中，“分化外显子”的包含率用红色星号表示；Actn1的分化外显子较小；对于Itga7和Tpm1，分化的外显子扩增子较大。对于每个引物对，一个无RT控制和一个无模板控制并行运行；在所有反应中均未检测到信号（未显示）。D=分化，*P（P）*=增殖表型。

**图3。**
SMC调控的CE和保留内含子的性质。(一个)外显子和内含子实验组示意图。顶部：首席执行官。分化外显子以深蓝色表示，增殖外显子则以绿色表示。底部：调节内含子保留（IR reg），更多保留在分化细胞中。(B)CE的长度分布。(C)内含子的长度分布。(D类)内含子GC含量（%）。(E类)拼接点强度（最大熵）。Dn=供体或5′剪接位点、Ac受体或3′剪接部位。(F类)AG二核苷酸排除区（AGEZ）(**G公司**)与最佳预测分支点相关的多嘧啶束评分。图中分析的数据集包括：增殖（PCE）和分化（DCE）细胞中受调控的CE、SMC中不受调控的控制CE（CE ctrl）、组成内含子（CI）、SMC内受调控的保留内含子（IR reg）、非调控的保留内子（IR ctrl）。差异化CE的DCE us-intron上游、DCE的DCE ds-intron下游、PCE的PCE us和PCE ds-introns上游和下游、SMC中未调节的控制CE的CE ctrl us和ds-intronics上游和下游。“材料和方法”一节中描述了统计测试，并在随附文本中描述了显著差异。每个面板中的垂直虚线表示CI集的中值。

**图4。**
序列基序丰富揭示了PTB在调节SMC-CE中的作用。(一个)母题富集分析。图中显示了与分化（顶部）或增殖（底部）外显子相关的指示区域中丰富的k-mer和RNA-compete基序。所有图案都得到了显著丰富(*P（P）*< 0.01). 标有星号的五个基序也通过了FDR测试<0.05。图案旁边的数字表示对数₂褶皱富集。(B)PTBP1和PTBP2在大鼠PAC1细胞中被敲除，其影响在SMC CE中评估，如图2所示。(C)大鼠PAC1细胞PTBP1/2敲低对Atp2b4小基因的影响，该小基因包含上游内含子225 nt和下游内含子275 nt的调控外显子，克隆到GFP外显子捕获载体。(D类)STAR家族蛋白过表达对大鼠PAC1细胞中Atp2b4小基因的影响。直方图显示了至少三个样本平均值的平均值和标准偏差。使用Student’st吨-测试，如图所示**P（P）*< 0.05, ***P（P）*< 0.01, ****P（P）*< 0.001.

**图5。**
分化SMC剪接因子基因中的IR。(一个)CE（左）和IR（右）事件的dIrank值分布。dIrank表示对ASPIRE预测的纳入变化的信心程度。阳性值表明，与分化主动脉相比，分化细胞（D与P比较，主动脉左，膀胱右）或分化膀胱中的包涵体增加（中部）。在所有比较中，CE均显示出正和负dIrank值的均匀分布，而在D与P比较中，IR事件倾向于正值。(**B–D类**)IR事件的qRT-PCR验证。顶部为事件示意图（灰色），箭头表示引物位置，红色“停止符号”表示过早终止密码（PTC）。下图所示为IR或内含子拼接（IS）相对折叠变化的平均值，与微阵列中未改变的5个基因的几何平均值进行了标准化（参见“材料和方法”部分），但CLK1除外，它是根据自身基因表达进行标准化的。深红色代表分化（D）主动脉；浅红色增生性（P）主动脉。误差条表示平均值的标准偏差(n个= 3). （B）在D样品中保留率较高的简单IR事件。（C） Srsf1内含子5在P样品中的保留率较高。（D） Rbm3中的双IR。使用Student’st吨-测试，如图所示**P（P）*< 0.05, ***P（P）*< 0.01, ****P（P）*< 0.001.

**图6。**
剪接因子和调节因子的其他非生产性加工。(一个)“毒药”CE入选事件。(B)通过内部polyA位点选择和Srnp70中有毒CE内含物的组合非生产性加工。**（C）**内部polyA位点选择。顶部为规定事件的示意图（灰色），箭头表示底漆位置，红色“停止标志”表示PTC。底部，显示每个引物对相对折叠变化平均值的直方图与微阵列中五个没有变化的基因的几何平均值进行了标准化，但Sf3b3与自身基因表达标准化的基因除外。深红色代表分化（D）样本，浅红色代表增殖（P）样本。误差条表示平均值的标准偏差(n个= 3). 外显子内含物（Inc）、外显子跳跃（skp）、选择性近端3′端（Prox）、选择性远端3′末端（Dist）。对于Srnp70基因备选3′端（Alt3′）、CE内含物（CE Inc）或CE跳过（Prod）。统计学显著性使用Student’s计算t吨-测试，如图所示**P（P）*< 0.05, ***P（P）*< 0.01, ****P（P）*< 0.001.

**图7。**
表型调制期间U1 snRNP蛋白和U1 snRNA的差异水平。(一个)对小鼠主动脉和膀胱样本中不同剪接因子和RNA结合蛋白进行蛋白质印迹，比较分化（D）和增殖（P）样本。Acta2和Myh-11抗体是平滑肌分化的标志物。Rpb1、Tubulin和Gapdh是装载控制装置。小鼠snRNA表达水平(B)和大鼠PAC1细胞(C)用qPCR测定。snRNA水平的引物根据图5和图6中的同一组基因进行标准化。误差条表示平均值的标准偏差(n个= 3). 使用Student’st吨-测试，如图所示**P（P）*< 0.05. (D类)P和D大鼠PAC1细胞中Srrp70（qPCR，带图6中的引物）和Actn1和Tpm1（带图2中的引子）的RT-PCR。误差条表示平均值和标准偏差(n个= 3). (E类)左面板：大鼠PAC1 D和P细胞中U1 snRNA的RNA-FISH。右侧面板显示细胞核的DAPI染色。(F类)大鼠PAC1细胞中SNRNP70和U1C的免疫荧光。Sm-Actin是SMC分化的标志物。

请参阅PMC中的此图像和版权信息

类似文章

通过其基因与超增强子的接近性鉴定RBPMS作为哺乳动物平滑肌主剪接调节器。
Nakagaki-Silva EE、Gooding C、Llorian M、Jacob AG、Richards F、Buckroyd A、Sinha S、Smith CWJ。 Nakagaki-Silva EE等人。埃利夫。2019年7月8日；8:e46327。doi:10.7554/eLife.46327。埃利夫。2019 PMID：31283468 免费PMC文章。
选择性剪接的位置特异性调节机制。
哈米德FM，马基耶夫EV。 Hamid FM等人。核酸研究。2017年12月1日；45(21):12455-12468. doi:10.1093/nar/gkx901。 2017年核酸研究。 PMID：30053257 免费PMC文章。
心肌素通过诱导剪接调节因子调节平滑肌细胞外显子的使用。
Liu L、Kryvokhyzha D、Rippe C、Jacob A、Borreguero-Muñoz A、Stenkula KG、Hansson O、Smith CWJ、Fisher SA、Swärd K。刘磊等。细胞分子生命科学。2022年8月1日；79(8):459. doi:10.1007/s00018-022-04497-7。细胞分子生命科学。2022 PMID：35913515 免费PMC文章。
谁在第一位？U1 snRNP-5'剪接位点相互作用和剪接。
罗斯巴什·M、塞拉金·B。 Rosbash M等人。生物化学科学趋势。1991年5月；16(5):187-90. doi:10.1016/0968-0004（91）90073-5。生物化学科学趋势。1991 PMID：1882420 审查。
U1 snRNP的一个新作用：远距离拼接位置选择。
Singh注册护士，Singh NN。 Singh RN等人。 Biochim Biophys Acta基因调控机制。2019年6月；1862(6):634-642. doi:10.1016/j.bbagrm.2019.04.004。Epub 2019年4月28日。 Biochim Biophys Acta基因调控机制。2019 PMID：31042550 免费PMC文章。审查。

查看所有类似文章

引用人

释放催化RNA的潜力以对抗错误分裂的转录物。
哈里法赫BA，Alghamdi SA，Alhasan AH。 Khalifah BA等人。 Front Bioeng生物技术公司。2023年11月16日；11:1244377. doi:10.3389/fbioe.2023.1244377。eCollection 2023年。 Front Bioeng生物技术公司。2023 PMID：38047291 免费PMC文章。审查。
Smoothlin家族成员的生物信息学分析支持独特的C末端calponin同源结构域的组织特异性功能。
Garg D，Fisher公司。 Garg D等人。 Physiol众议员2023年11月；11（21）：e15844。doi:10.14814/phy2.15844。《生理学报告》2023。 PMID：37960982 免费PMC文章。
细胞类型特异性调节因子RBPMS通过高阶低聚和与其他剪接调节因子的异型相互作用来切换选择性剪接。
Yang Y、Lee GC、Nakagaki-Silva E、Huang Y、Peacey M、Partridge R、Gooding C、Smith CWJ。杨毅等。《核酸研究》2023年10月13日；51(18):9961-9982. doi:10.1093/nar/gkad652。核酸研究2023。 PMID：37548402 免费PMC文章。
HNRNPH1通过毒物外显子排除调节神经保护性冷休克蛋白RBM3的表达。
Lin JQ、Khuperkar D、Pavlou S、Makarchuk S、Patikas N、Lee FC、Zbiegly JM、Kang J、Field SF、Bailey DM、Freeman JL、Ule J、Metzakopian E、Ruepp MD、Mallucci GR。林JQ等。 EMBO J.2023年7月17日；42（14）：e113168。doi:10.15252/embj.2022113168。Epub 2023年5月30日。 EMBO J.2023。 PMID：37248947 免费PMC文章。
强直性肌营养不良1型和2型患者胃肠功能障碍的临床和分子研究。
Peterson JAM，Cooper TA。 Peterson JAM等人。国际分子科学杂志。2022年11月26日；23(23):14779. doi:10.3390/ijms232314779。国际分子科学杂志。2022 PMID：36499107 免费PMC文章。审查。

查看所有“被引用”文章

工具书类

1. Blencowe B.J.替代拼接：全球分析的新见解。单元格。2006;126:37–47.-公共医学
1. Braunschweig U.、Gueroussov S.、Plocik A.M.、Graveley B.R.、Blencowe B.J.基因调控途径中剪接的动态整合。单元格。2013;152:1252–1269.-项目管理咨询公司-公共医学
1. Fu X.D.、Ares M.、Jr《RNA-结合蛋白对选择性剪接的上下文相关控制》。Nat.Rev.基因。2014;15:689–701.-项目管理咨询公司-公共医学
1. Llorian M.，Smith C.W.解码肌肉选择性剪接。货币。操作。遗传学。2011年发展；21:380–387.-公共医学
1. Fisher S.A.血管平滑肌表型多样性和功能。生理学。基因组学。2010;42:169–187。-项目管理咨询公司-公共医学

MeSH术语

行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动
行动

物质

行动
行动

赠款和资金

FS/11/85/29129/BHF_/英国心脏基金会/英国

LinkOut-更多资源

[1] Blencowe B.J.替代拼接：全球分析的新见解。单元格。2006;126:37–47.-公共医学

[2] Blencowe B.J.替代拼接：全球分析的新见解。单元格。2006;126:37–47.-公共医学

[3] Braunschweig U.、Gueroussov S.、Plocik A.M.、Graveley B.R.、Blencowe B.J.基因调控途径中剪接的动态整合。单元格。2013;152:1252–1269.-项目管理咨询公司-公共医学

[4] Braunschweig U.、Gueroussov S.、Plocik A.M.、Graveley B.R.、Blencowe B.J.基因调控途径中剪接的动态整合。单元格。2013;152:1252–1269.-项目管理咨询公司-公共医学

[5] Fu X.D.、Ares M.、Jr《RNA-结合蛋白对选择性剪接的上下文相关控制》。Nat.Rev.基因。2014;15:689–701.-项目管理咨询公司-公共医学

[6] Fu X.D.、Ares M.、Jr《RNA-结合蛋白对选择性剪接的上下文相关控制》。Nat.Rev.基因。2014;15:689–701.-项目管理咨询公司-公共医学

[7] Llorian M.，Smith C.W.解码肌肉选择性剪接。货币。操作。遗传学。2011年发展；21:380–387.-公共医学

[8] Llorian M.，Smith C.W.解码肌肉选择性剪接。货币。操作。遗传学。2011年发展；21:380–387.-公共医学

[9] Fisher S.A.血管平滑肌表型多样性和功能。生理学。基因组学。2010;42:169–187。-项目管理咨询公司-公共医学

[10] Fisher S.A.血管平滑肌表型多样性和功能。生理学。基因组学。2010;42:169–187。-项目管理咨询公司-公共医学

将引文保存到文件

电子邮件引文

添加到集合

添加到我的书目

您保存的搜索

为外部引文管理软件创建文件

您的RSS源

分化平滑肌细胞的选择性剪接程序涉及转录后调节物的协同非生产性剪接

附属机构

分化平滑肌细胞的选择性剪接程序涉及转录后调节物的协同非生产性剪接

作者

附属机构

摘要

数字

类似文章

引用人

工具书类

MeSH术语

物质

赠款和资金

LinkOut-更多资源

全文源

其他文献来源

研究材料

其他

摘要

数字

类似文章

引用人

工具书类

MeSH术语

物质

相关信息

赠款和资金

LinkOut-更多资源

全文源

其他文献来源

研究材料

其他