10核小体定位决定外显子识别

Nucleosome positioning as a determinant of exon recognition

原文链接 https://www.nature.com/articles/nsmb.1658

核小体结构

核小体结构

其中有H2A和H2B的二聚体两组以及H3和H4的二聚体两组。另外还有一种H1负责连结两个核小体之间的DNA

Abstract

染色质的结构影响基因的转录，但对于它在RNA加工过程中扮演的作用仍旧数不清楚的。

• 在人和线虫的中，外显子区域存在 stable 核小体占有率，并且在弱剪切位点的exon中，核小体占有率更高

• 假的外显子（有可能就是内含子）两侧有很强的剪切信号，并且核小体信号衰竭

• 外显子内和上游核小体占有率，和外显子的包含水平相关

• 核小体定位在外显子的中间，而不是两端

• 在没有表达的基因中，这种现象同样出现了

Introduction

真核生物的基因表达，依赖于复杂的分子机制，在细胞核中进行转录和前体RNA的加工，在细胞质中执行mRNA的翻译。这两个过程高度相关并且相互作用，是的基因的表达调控更为复杂。

• 直接参加到RNA加工过程的因子---RNA聚合酶Ⅱ，通过C端保守结构域与RNA接触，与剪切调控因子相互作用调节新的转录本产生

• 启动子区域相关的转录因子，也存在剪切活性，能够招募剪切机制中的一些成分

• RNA结合蛋白，在转录过程中能够防止RNA和DNA缠绕，促进转录的延伸和维持基因组的稳定

在真核生物中，DNA被核小体包裹；核小体的结构决定了DNA代谢的各个方面。染色体的再修饰，通常与N末端组蛋白翻译后修饰有关，组蛋白能够调节DNA的压缩程度，调控因子的可及性。组蛋白在转录和RNA加工中扮演的作用，推测出染色质的结构和动态变化在基因的表达调控中起着作用

Result

核小体占有率：使用微球菌核酸酶获取组蛋白包裹的read，将read比对到基因组区域，比对到read的数目可以被认为是该区域核小体的占有率。

• 核小体占有率与外显子的剪切强调呈负相关计算剪切强度

• 在剪切位点弱的外显子中，核小体的出现能够促进mRNA中包含盖外显子

• 在假的外显子中，核小体占有率衰竭，同时剪切受体的上游才出现稳定的核小体，这可能是有利于它被剪切

• 比较转录的基因与没有转录的基因，表明外显子区域同样富含核小体

• 人类的外显子富含GC，相比于周围的内含子来说，同时核小体序列也富含GC。这个还不是很确定，GC含量与核小体占有率存在相关性

Discuss

• nucleosome positioning within the exon coupled with nucleosome depletion upstream from the acceptor site would promote inclusion of exons with weak splice sites, whereas nucleosome depletion within the exon coupled with stable nucleosome occupancy upstream of the acceptor site would have a repressing effect

• nucleosome positioning is not a prerequisite for splicing to occur.

  Splicing is, however, substantially more efficient when coupled to transcription39, and nucleosome positioning may further increase this efficacy

课外阅读

https://www.sohu.com/a/134358899_465965

https://blog.csdn.net/FMatch/article/details/82690024