RNA,U2小核,1个

威斯汀等人(1984)发现人类核 RNA U2 的基因存在于 6.2-kb 长的串联重复序列中。单倍体人类基因组包含大约 20 个这样的重复序列,以 1 个或几个大簇的形式排列。与 U1 snRNA( 180680 ) 一样,U2 snRNA 被认为参与 RNA 加工。

▼ 基因功能

正如Sharp(1987)所评论的,核 mRNA 前体的剪接涉及多组分复合物剪接体的形成。该剪接体包含至少 3 种不同的小核核糖核蛋白颗粒(snRNP),U2、U5(见180691)和 U4 加 U6(见180692)。含有前体 RNA 和 U2 snRNP 颗粒的复合物可能是剪接体形成的中间体。

Valadkhan 和 Manley(2001)证明了 2 个 snRNA,U2 和 U6 的无蛋白质复合物可以结合和定位包含内含子分支位点序列的小 RNA,并激活分支腺苷攻击 U6 的催化关键域在与剪接的第一步有关的反应中。Valadkhan 和 Manley(2001)得出结论,他们的数据为剪接体 snRNA 的催化潜力提供了直接证据。

转录、5-prime 加帽、3-prime 多聚腺苷酸化和 pre-mRNA 的剪接在体内耦合。Kyburz 等人(2006)发现 U2 snRNP 的蛋白质与 CPSF 相关(参见 CPSF1;606027)。CPSF 是耦合测定中有效剪接活性所必需的,并且 U2 snRNP 的前 mRNA 结合位点的突变导致剪接受损和切割效率降低。有效的切割需要在耦合测定中存在 U2 snRNA。Kyburz 等人(2006)得出结论,CPSF 和 U2 snRNP 之间的相互作用有助于剪接和 3 素末端形成的耦合。

陈等人(2020)发现,在 METTL4( 619626 ) 敲除的人类细胞中,总 RNA 中 N6,2-prime-O-二甲基腺苷(m6Am) 的内部水平显着降低,并且 m6Am 水平可以通过野生型 METTL4 的重新表达来挽救。进一步的分析表明,U2 snRNA 是 METTL4 的底物,METTL4 介导了 U2 snRNA 30 位 m6Am 上的甲基化,具有 AAG 的优选序列基序和预沉积的 2-prime-O-甲基化的要求。RNA 测序分析表明 METTL4 通过介导 U2 小核 RNA 的内部 m6Am 甲基化参与 RNA 剪接调控。

孤立地,Goh 等人(2020)发现METTL4对于在U2 snRNA中形成m6Am是必需的,因为在METTL4敲除的HEK293T细胞中不存在U2 snRNA的m6Am。用纯化的重组蛋白进行的体外分析表明,METTL4 直接催化 U2 snRNA 的第 30 位内部 Am 的 N6 甲基化为 m6Am,并且该反应需要 METTL4 DPPW 催化基序。METTL4 也可以将 A N6 甲基化为 m6A,但它更喜欢 Am 而不是 A,A 在 U2 snRNA 中的 CAAGUG 中间作为 METTL4 的靶底物序列。在体内,METTL4 直接催化 U2 snRNA Am 的 N6 甲基化并挽救 METTL4 敲除细胞的 U2 snRNA 中 m6Am 的丢失。METTL4的过表达表明HMAGKD(H=A/C/U,M=A/C,K=G/U,D=A/G/U,A作为甲基化位点)是优选的靶序列基序。 METTL4, 与编码序列相关的顺式或反式作用元件有助于指导 METTL4 的甲基化。U2 snRNA 的 N6 甲基化调节前 mRNA 剪接,因为 METTL4 敲除抑制剪接并增加框式外显子包含或保留内含子的剪接,具有剪接位点弱和短内含子等特征。

▼ 测绘

通过原位杂交,Lindgren 等人(1984)将 RNU2 基因分配给染色体 17q21-q22。U1 基因松散地聚集在染色体带 1p36 中,基因间距离超过 44 kb,而 10 到 20 个 U2 基因紧密地聚集在几乎完美的串联阵列中(Lindgren 等,1985)。

▼ 进化

廖等人(1997)指出 U2 基因座由 6 到 30 多个串联重复组成,范围从 37 到超过 200 kb。他们检查了来自 8 个不同群体的单个 U2 串联阵列,发现这些阵列对于所检查的每个多态性标记都是同质的,尽管等位基因可以以任何组合出现并在进化时间尺度上进行随机分类。此外,没有交换侧翼标记,这导致Liao 等人(1997)表明观察到的协同进化的主要驱动力是基因转换和/或姐妹染色单体交换。

▼ 其他特点

林格伦等人(1985)指出 U2 基因对应到染色体 17q21-q22,这是 3 个主要腺病毒 12 修饰位点中的一个,这些位点在被高致癌性腺病毒株感染的许可人类细胞中进行染色体解聚。其他 2 个主要修饰位点 1p36 和 1q21 分别与 U1 基因和 I 类 U1 假基因的位置一致。因此,林格伦等人(1985)提出 snRNA 基因是病毒染色体修饰的主要目标。

使用原位杂交,Durnam 等人(1988)发现 RNU2 基因簇与腺病毒 12 在 17q21-q22 中诱导的间隙和断裂非常接近,并且经常被其破坏。由于腺病毒 12 感染,限制性图谱显示 U2 基因位点没有结构改变;此外,未检测到感染导致 U2 RNA 水平发生变化。

加尔加诺等人(1995)指出第四个染色体区域(5S rRNA 在 1q42-q43 的区域;180420)受到腺病毒 12 的影响。腺病毒 12 诱导脆弱位点的能力需要病毒蛋白的表达,而不是病毒整合。Gargano 等人使用整合在人类细胞基因组各个位点的 U2 构建体(1995)发现一个具有转录能力的 U2 基因对于病毒诱导的脆弱性是必要和充分的。