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トランススプライシング

トランススプライシング（英: trans-splicing）は、RNAスプライシングの特殊な形態であり、2つの異なる一次転写産物に由来するエクソンの末端どうしが連結され、ライゲーションされる。多くの場合真核生物でみられ、スプライソソームによって媒介されるが、一部の細菌や古細菌にもtRNAのhalf-geneと呼ばれる分割された遺伝子が存在し、スプライシングによって連結されることで成熟tRNAが形成される[1]。

遺伝子間のトランススプライシング（Genic trans-splicing）

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通常の（シスに起こる）スプライシングは単一の分子のプロセシングを行うものであるが、トランススプライシングでは複数の異なるｍRNA前駆体から一本のRNA転写産物が産生される。この現象をELISAや抗体酵素を用いたプロドラッグ療法（antibody-directed enzyme prodrug therapy、ADEPT）などに適したさまざまな抗体-酵素融合タンパク質の迅速な産生と分析へ応用することも試みられている[2]。

発がん

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トランススプライシングによる融合転写産物の一部は正常なヒト細胞でも生じているが[1]、トランススプライシングは特定の発がん性融合転写産物が生じる機構でもある[3][4]。

SLトランススプライシング

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スプライスリーダー（SL）トランススプライシングは特定種の微生物、特にキネトプラスト類の原生生物の遺伝子発現のために利用される。これらの生物では、キャップが付加されたスプライスリーダーRNA（SL RNA）が転写され、それと同時に遺伝子が長いポリシストロン（英語版）の転写産物として転写される[5]。キャップが付加されたSL RNAは各遺伝子へトランススプライシングされ、キャップが付加されポリアデニル化が行われたモノシストロンの転写産物が形成される[6]。原生生物など初期に分岐した真核生物にはイントロンがほとんど存在せず、スプライソソームの構造的組み立てには他ではみられないような多様性が存在する[6][7]。また、キャップに結合するeIF4Eには特別な役割を持つ複数のアイソフォームが存在する[8]。

他の一部の真核生物、渦鞭毛藻、海綿動物、線形動物、刺胞動物、有櫛動物、扁形動物、甲殻類、毛顎動物、輪形動物、尾索動物も程度の差はあるもののSLトランススプライシングを利用する[1][9]。尾索動物の1種カタユウレイボヤ（英語版）Ciona intestinalisにおけるSLトランススプライシングは、トランススプライシングを受ける遺伝子・受けない遺伝子といった従来型の二分法ではなく、遺伝子のトランススプライシングの頻度による定量的な記載が行われている[10]。

SLトランススプライシングの機能の1つは、オペロンからのポリシストロン転写産物を、5'末端にキャップが付加された個々のmRNAへと分割することである。転写産物のアウトロンは、通常のスプライシング過程におけるラリアット構造に似たY字型構造をSL RNAのイントロン様領域との間で形成することで除去され、それによってSL RNAのリーダー配列と各シストロンのオープンリーディングフレームが連結される[11][12][13]。

出典

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  1. ^ a b c “Evolutionary Insights into RNA trans-Splicing in Vertebrates”. Genome Biology and Evolution 8 (3): 562–77. (March 2016). doi:10.1093/gbe/evw025. PMC 4824033. PMID 26966239. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4824033/. 
  2. ^ “Trans-splicing as a novel method to rapidly produce antibody fusion proteins”. Biochemical and Biophysical Research Communications 384 (3): 316–21. (July 2009). doi:10.1016/j.bbrc.2009.04.122. PMID 19409879. https://zenodo.org/record/895586. 
  3. ^ “A neoplastic gene fusion mimics trans-splicing of RNAs in normal human cells”. Science 321 (5894): 1357–61. (September 2008). Bibcode: 2008Sci...321.1357L. doi:10.1126/science.1156725. PMID 18772439. 
  4. ^ “SLC45A3-ELK4 is a novel and frequent erythroblast transformation-specific fusion transcript in prostate cancer”. Cancer Research 69 (7): 2734–8. (April 2009). doi:10.1158/0008-5472.CAN-08-4926. PMC 4063441. PMID 19293179. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4063441/. 
  5. ^ “Transcription of the kinetoplastid spliced leader RNA gene”. Parasitology Today 16 (2): 78–82. (February 2000). doi:10.1016/s0169-4758(99)01545-8. PMID 10652494. 
  6. ^ a b “trans and cis splicing in trypanosomatids: mechanism, factors, and regulation”. Eukaryotic Cell 2 (5): 830–40. (October 2003). doi:10.1128/EC.2.5.830-840.2003. PMC 219355. PMID 14555465. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC219355/. 
  7. ^ “The pre-mRNA splicing machinery of trypanosomes: complex or simplified?”. Eukaryotic Cell 9 (8): 1159–70. (August 2010). doi:10.1128/EC.00113-10. PMC 2918933. PMID 20581293. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2918933/. 
  8. ^ “The Role of Cytoplasmic mRNA Cap-Binding Protein Complexes in Trypanosoma brucei and Other Trypanosomatids”. Pathogens 6 (4): 55. (October 2017). doi:10.3390/pathogens6040055. PMC 5750579. PMID 29077018. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5750579/. 
  9. ^ “Trans-splicing”. Wiley Interdisciplinary Reviews: RNA 2 (3): 417–34. (2011-05-01). doi:10.1002/wrna.71. PMID 21957027. 
  10. ^ “High-throughput sequence analysis of Ciona intestinalis SL trans-spliced mRNAs: alternative expression modes and gene function correlates”. Genome Research 20 (5): 636–45. (May 2010). doi:10.1101/gr.100271.109. PMC 2860165. PMID 20212022. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2860165/. 
  11. ^ Stover, Nicholas A.; Kaye, Michelle S.; Cavalcanti, Andre R. O. (2006-01-10). “Spliced leader trans-splicing”. Current biology: CB 16 (1): R8–9. doi:10.1016/j.cub.2005.12.019. ISSN 0960-9822. PMID 16401417. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16401417. 
  12. ^ Clayton, Christine E. (2002-04-15). “Life without transcriptional control? From fly to man and back again” (英語). The EMBO Journal 21 (8): 1881–1888. doi:10.1093/emboj/21.8.1881. ISSN 1460-2075. PMC 125970. PMID 11953307. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC125970/. 
  13. ^ Blumenthal, Thomas; Gleason, Kathy Seggerson (February 2003). “Caenorhabditis elegans operons: form and function” (英語). Nature Reviews Genetics 4 (2): 110–118. doi:10.1038/nrg995. ISSN 1471-0056. PMID 12560808. 

関連文献

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  • “Complementary intron sequence motifs associated with human exon repetition: a role for intragenic, inter-transcript interactions in gene expression”. Bioinformatics 23 (2): 150–5. (January 2007). doi:10.1093/bioinformatics/btl575. PMID 17105720. 
  • “Spliceosome-mediated RNA trans-splicing”. Molecular Therapy 12 (6): 1006–12. (December 2005). doi:10.1016/j.ymthe.2005.09.006. PMID 16226059. 
  • “Restoration of SMN function: delivery of a trans-splicing RNA re-directs SMN2 pre-mRNA splicing”. Molecular Therapy 15 (8): 1471–8. (August 2007). doi:10.1038/sj.mt.6300222. PMID 17551501. 
  • “Spliceosome-mediated trans-splicing: the therapeutic cut and paste”. The Journal of Investigative Dermatology 132 (8): 1959–66. (August 2012). doi:10.1038/jid.2012.101. PMID 22495179. 
 

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