Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Các gen giả như một nguồn thay thế của các phiên mã chống cảm tự nhiên
Tóm tắt
Các phiên mã chống cảm tự nhiên (NAT) xảy ra tự nhiên là các RNA không mã hóa có thể điều chỉnh hoạt động của các phiên mã cảm xúc mà chúng liên kết do tính bổ sung. Những NAT không nằm trong gen mà chúng điều chỉnh (trans-NAT) có khả năng tiến hóa tốt hơn so với cis-NAT, điều này thể hiện rõ ràng khi sợi cảm xúc của cis-NAT là một phần của gen mã hóa protein. Tuy nhiên, việc hình thành một trans-NAT yêu cầu một vùng tương đối lớn có tính bổ sung với gen mà nó điều chỉnh. Sự hình thành gen giả có thể là một cơ chế tiến hóa phát sinh trans-NAT đối với gen tổ tiên. Ví dụ, điều này có thể xảy ra nếu gen tổ tiên được điều chỉnh bởi một cis-NAT, mà được sao chép thành một trans-NAT trong gen giả. Để hỗ trợ điều này, chúng tôi đã xác định các gen giả của con người có trans-NAT đối với gen tổ tiên trong sợi chống cảm của nó bằng cách phân tích cơ sở dữ liệu của các thẻ trình tự biểu hiện (EST). Chúng tôi thấy rằng các đột biến xuất hiện trong những trans-NAT này sau khi hình thành gen giả không cho thấy phân bố phẳng mà sẽ được kỳ vọng ở một phiên mã không chức năng. Thay vào đó, chúng tôi tìm thấy sự tương đồng cao hơn với gen tổ tiên trong một vùng gần đầu 3' của trans-NAT. Kết quả của chúng tôi không ngụ ý quan hệ chức năng của trans-NAT phát sinh từ các gen giả đối với các gen tổ tiên tương ứng của chúng, nhưng bổ sung bằng chứng cho điều đó và nhấn mạnh tầm quan trọng của các cơ chế nhân đôi vật chất di truyền trong việc hình thành các RNA không mã hóa. Chúng tôi cũng đưa ra một giải thích hợp lý cho các phiên mã lớn có thể được tìm thấy trong sợi chống cảm của một số gen giả.
Từ khóa
#Phiên mã chống cảm tự nhiên #gen giả #RNA không mã hóa #cơ chế tiến hóa #phiên mã #cơ sở dữ liệu thẻ trình tự biểu hiệnTài liệu tham khảo
Claverie JM: Fewer genes, more noncoding RNA. Science. 2005, 309 (5740): 1529-1530. 10.1126/science.1116800.
Ponting CP, Oliver PL, Reik W: Evolution and functions of long noncoding RNAs. Cell. 2009, 136 (4): 629-641. 10.1016/j.cell.2009.02.006.
Lavorgna G, Dahary D, Lehner B, Sorek R, Sanderson CM, Casari G: In search of antisense. Trends Biochem Sci. 2004, 29 (2): 88-94. 10.1016/j.tibs.2003.12.002.
Parenti R, Paratore S, Torrisi A, Cavallaro S: A natural antisense transcript against Rad18, specifically expressed in neurons and upregulated during beta-amyloid-induced apoptosis. Eur J Neurosci. 2007, 26 (9): 2444-2457. 10.1111/j.1460-9568.2007.05864.x.
Xie Z, Qi X: Diverse small RNA-directed silencing pathways in plants. Biochim Biophys Acta. 2008, 1779 (11): 720-724.
Lehner B, Williams G, Campbell RD, Sanderson CM: Antisense transcripts in the human genome. Trends Genet. 2002, 18 (2): 63-65. 10.1016/S0168-9525(02)02598-2.
Wang H, Chua NH, Wang XJ: Prediction of trans-antisense transcripts in Arabidopsis thaliana. Genome Biol. 2006, 7 (10): R92-10.1186/gb-2006-7-10-r92.
Zhou BS, Beidler DR, Cheng YC: Identification of antisense RNA transcripts from a human DNA topoisomerase I pseudogene. Cancer Res. 1992, 52 (15): 4280-4285.
Weil D, Power MA, Webb GC, Li CL: Antisense transcription of a murine FGFR-3 psuedogene during fetal developement. Gene. 1997, 187 (1): 115-122. 10.1016/S0378-1119(96)00733-0.
Zheng D, Frankish A, Baertsch R, Kapranov P, Reymond A, Choo SW, Lu Y, Denoeud F, Antonarakis SE, Snyder M, et al: Pseudogenes in the ENCODE regions: consensus annotation, analysis of transcription, and evolution. Genome Res. 2007, 17 (6): 839-851. 10.1101/gr.5586307.
Zheng D, Gerstein MB: The ambiguous boundary between genes and pseudogenes: the dead rise up, or do they?. Trends Genet. 2007, 23 (5): 219-224. 10.1016/j.tig.2007.03.003.
Korneev SA, Park JH, O'Shea M: Neuronal expression of neural nitric oxide synthase (nNOS) protein is suppressed by an antisense RNA transcribed from an NOS pseudogene. J Neurosci. 1999, 19 (18): 7711-7720.
Korneev SA, Straub V, Kemenes I, Korneeva EI, Ott SR, Benjamin PR, O'Shea M: Timed and targeted differential regulation of nitric oxide synthase (NOS) and anti-NOS genes by reward conditioning leading to long-term memory formation. J Neurosci. 2005, 25 (5): 1188-1192. 10.1523/JNEUROSCI.4671-04.2005.
Tam OH, Aravin AA, Stein P, Girard A, Murchison EP, Cheloufi S, Hodges E, Anger M, Sachidanandam R, Schultz RM, et al: Pseudogene-derived small interfering RNAs regulate gene expression in mouse oocytes. Nature. 2008, 453 (7194): 534-538. 10.1038/nature06904.
Watanabe T, Totoki Y, Toyoda A, Kaneda M, Kuramochi-Miyagawa S, Obata Y, Chiba H, Kohara Y, Kono T, Nakano T, et al: Endogenous siRNAs from naturally formed dsRNAs regulate transcripts in mouse oocytes. Nature. 2008, 453 (7194): 539-543. 10.1038/nature06908.
Guo X, Zhang Z, Gerstein MB, Zheng D: Small RNAs originated from pseudogenes: cis- or trans-acting?. PLoS Comput Biol. 2009, 5 (7): e1000449.-10.1371/journal.pcbi.1000449.
Muro EM, Herrington R, Janmohamed S, Frelin C, Andrade-Navarro MA, Iscove NN: Identification of gene 3' ends by automated EST cluster analysis. Proc Natl Acad Sci USA. 2008, 105 (51): 20286-20290. 10.1073/pnas.0807813105.
Balakirev ES, Ayala FJ: Pseudogenes: are they "junk" or functional DNA?. Annu Rev Genet. 2003, 37: 123-151. 10.1146/annurev.genet.37.040103.103949.
Kranz C, Denecke J, Lehle L, Sohlbach K, Jeske S, Meinhardt F, Rossi R, Gudowius S, Marquardt T: Congenital disorder of glycosylation type Ik (CDG-Ik): a defect of mannosyltransferase I. Am J Hum Genet. 2004, 74 (3): 545-551. 10.1086/382493.
Watanabe N, Broome M, Hunter T: Regulation of the human WEE1Hu CDK tyrosine 15-kinase during the cell cycle. EMBO J. 1995, 14 (9): 1878-1891.
Zody MC, Jiang Z, Fung HC, Antonacci F, Hillier LW, Cardone MF, Graves TA, Kidd JM, Cheng Z, Abouelleil A, et al: Evolutionary toggling of the MAPT 17q21.31 inversion region. Nat Genet. 2008, 40 (9): 1076-1083. 10.1038/ng.193.
Karro JE, Yan Y, Zheng D, Zhang Z, Carriero N, Cayting P, Harrrison P, Gerstein M: Pseudogene.org: a comprehensive database and comparison platform for pseudogene annotation. Nucleic Acids Res. 2007, D55-60. 10.1093/nar/gkl851. 35 Database