Science今年9月13号推出一篇文章:Autoregulated splicing of TRA2β programs T cell fate in response to antigen-receptor stimulation。主要讲的是T细胞如何通过RNA结合蛋白TRA2β的剪接来响应抗原受体刺激。
这篇文章就做了1个机制——可变剪接,可变剪接是啥大家还记得吗?
可变剪接是指DNA基因序列在转录后,其前体mRNA(pre-mRNA)在剪接过程中可通过不同的方式切割和重新连接,从而产生多种不同的成熟mRNA剪接异构体,这些异构体翻译后可以产生结构和功能不同的蛋白质。
查询可变剪接中标基金,发现虽然中标数量不多,但每年稳步增长。
下面我们首先带着这几个问题看看他们是怎么做可变剪接的:
问题3:怎么把可变剪接与T细胞功能联系上的?
这里他们针对性地研究RNA结合蛋白(RBP),原因有二:
1 RBP具备剪接功能:前期研究发现RBP对pre-mRNA的可变剪接与T细胞活化有关。
2 RBP自我剪接功能:许多RBP的基因中存在毒药外显子(PE),PE含有提前终止密码子,当RBP的pre-mRNA的PE被可变剪接掉,RBP才能正常表达。
因此如果研究RBP的话,可以得到这样的调控轴:RBP的PE被可变剪接,导致RBP表达升高,RBP接着剪接靶基因的pre-mRNA,调控靶基因表达。问题2:为什么要研究T细胞响应抗原受体刺激?
1 TCR敏感性如何被调节尚不明确
在免疫反应过程中,T细胞克隆扩增、效应分化和存活是由MHC分子呈递的抗原衍生肽引起的,这些肽被T细胞受体(TCR)识别,TCR的敏感性决定了T细胞对抗原的反应。然而,T细胞如何调节TCR敏感性仍是一个悬而未决的问题。
2 RBP介导的可变剪接可能调节TCR敏感性
前期研究结果表明:
1)共刺激信号诱导RBP进行转录后选择性剪接,从而产生特定的RNA异构体变化,从而优化CD8+T细胞效应功能。
2)中断RBP诱导的选择性剪接会破坏T细胞活化.
因此,TCR敏感性可能由RBP介导的可变剪接在转录后进行调节。
问题3:怎么把可变剪接与T细胞功能联系上的?
1 找到与T细胞功能最相关且具有PE的RBP
他们利用CRISPR-Cas9技术敲除CD8+T细胞中的10个候选RBP,找到了可以促进T细胞扩增且具有PE的TRA2β和SRSF1。
2 验证PE的可变剪接是否与T细胞响应抗原刺激有关1)T细胞经抗原刺激前后,RBP的PE是否发生可变剪接。
通过分析初始T细胞和效应T细胞的RNA测序数据,发现在效应T细胞中,Tra2β的PE区域显著被剪接掉。
2)RBP-PE可变剪接对T细胞响应抗原刺激的反应有何影响?
这里他们通过ASO技术阻断TRA2β-PE元件的剪接,发现TRA2β-PE ASO可减少TRA2β蛋白产生,抑制T细胞的激活、扩增和细胞因子产生。
以上提示TRA2β-PE的剪接是TRA2β蛋白的产生以及人类T细胞响应抗原刺激所必需的。
问题4:T细胞经受抗原刺激后,TRA2β-PE为何会被剪接?
前面提到TCR的敏感性决定了T细胞对抗原的反应,因此这里他们关注受TCR信号强度调节的mTOR信号。
他们利用Torin抑制mTOR信号,证明TCR触发的mTOR信号诱导了Tra2β-PE的剪接。
问题5:TRA2β-PE被剪接后,是如何影响T细胞功能的?
为了确定TRA2β蛋白可能调控的基因,他们对CD8+T细胞的TRA2β进行敲除,使用RNA测序确定了TRA2β影响的可变剪接变化(TRA2β蛋白本身具备剪接pre-mRNA的功能)。最后发现,TRA2β通过剪接RNA来调节参与TCR信号通路的基因转录本。
当T细胞受体TCR接收MHCⅠ类分子呈递的抗原,RNA结合蛋白TRA2β的毒药外显子PE区域经可变剪接被移除,TRA2β蛋白表达升高,TRA2β介导TCR传导信号pre-mRNA的可变剪接,促进T细胞的激活、扩增和存活。看完这篇文章,如果做可变剪接,我们该怎么设计?
1)选择具有剪接功能的分子:如RBP,其他的还有剪接体、Serine/arginine-rich (SR)蛋白和剪接因子等等。
2)利用ASO技术抑制剪接过程,分析剪接是否与疾病有关:反义寡核苷酸(ASO)可以通过与pre-mRNA的特定区域结合,影响剪接因子的识别和结合,从而改变pre-mRNA的剪接模式,导致不同剪接异构体的产生。
3)调控剪接分子表达,找到剪接分子的靶基因。
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