Создан репортер для изучения альтернативного сплайсинга

Разработан новый молекулярный инструмент для изучения альтернативного сплайсинга — образования из одного первичного транскрипта нескольких зрелых мРНК. Репортерная система на основе люцифераз дает возможность отслеживать, в каком соотношении в клетках образуются различные изоформы белка. При этом исследователь наблюдает непосредственно за процессом сплайсинга, в отличие от имевшихся ранее способов, основанных на измерении уровня белка или мРНК.

Правило «один ген — один белок», по современным данным, неверно более чем для 90% генов человека. Сплайсинг для многих генов происходит не единственно возможным способом. Те участки мРНК, которые для одного варианта гена были транслированы в белок, для другого варианта могут быть вырезаны, в результате образуется более короткая изоформа белка. Нарушения альтернативного сплайсинга могут быть ассоциированы с тяжелыми болезнями (спинальная мышечная атрофия, болезнь Паркинсона).

Для прямого наблюдения за процессами сплайсинга в модельных системах исследователи из Германии разработали генетически кодируемый инструмент. Репортерная система EXSISERS основана на люциферазах — белках, способных к биолюминесценции. Последовательности двух люцифераз, испускающих свет двух разных длин волн, встраивают в экзон и интересующий исследователя интрон. Далее система белкового сплайсинга на основе сплит-интеина, изящно примененная как инструмент в этом методе, вырезает люциферазы из последовательности изучаемого белка. Таким образом, сравнивая уровни синего и зеленого сигнала от двух разных люцифераз, можно узнать, в каком проценте случаев по отношению к общему количеству белка изучаемый интрон не был вырезан.

Дополнительную привлекательность методу добавляет то, что репортерная конструкция полностью удаляется из последовательности изучаемого белка, сохраняя его в естественном варианте.

Применимость новой методики была показана на клеточной культуре для изучения тау-белка, определенные изоформы которого ассоциированы с нейродегенеративными заболеваниями, например болезнью Паркинсона. Например, с помощью нового метода провели количественную оценку включения экзона 10 в тау-белок, связанный с микротрубочками (MAPT), в клетках, полученных от пациентов с болезнью Паркинсона. Вероятно, репортерная система найдет применение и в других задачах, в том числе связанных с разработкой терапии для ряда заболеваний.