95%的人類基因都會(huì)經(jīng)歷選擇性剪切，平均每個(gè)基因可生成8-10個(gè)mRNA變體。這一過程中的缺陷會(huì)引發(fā)多種疾病，包括癌癥、囊性纖維化、早老癥、脊髓性肌萎縮等等。一些科學(xué)家甚至認(rèn)為，60%的人類疾病都是因?yàn)辄c(diǎn)突變改變了基因的剪切位點(diǎn)。

“目前看來，大約有四百種疾病與影響剪切位點(diǎn)的突變有關(guān)，”Sherbrooke大學(xué)的Benoit Chabot說。為此，他領(lǐng)導(dǎo)研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一個(gè)研究選擇性剪切的新工具。

在此之前，對選擇性剪切形成的變體進(jìn)行功能性分析并不容易，因?yàn)?/span>RNA干擾等傳統(tǒng)技術(shù)往往不能給出一個(gè)明確的答案。舉例來說，敲除一個(gè)剪切變體會(huì)使蛋白合成的總量減少，而這本身就會(huì)造成表型的改變。

日前，Chabot及其同事在Nucleic Acids Research雜志上發(fā)表文章，描述了一個(gè)引導(dǎo)選擇性剪切的新方案，既能使剪切位點(diǎn)沉默也能令其增強(qiáng)。

2003年，Chabot的研究團(tuán)隊(duì)首次向人們展示了一種雙功能核苷酸。這些RNA能夠與目標(biāo)剪切位點(diǎn)附近的一個(gè)區(qū)域互補(bǔ)，同時(shí)還帶有一個(gè)自由活動(dòng)的尾部結(jié)構(gòu)，可以“套住”特定的蛋白。他們將通過捕獲蛋白沉默剪切位點(diǎn)的方法，稱為TOSS（targeted oligonucleotide silencer of splicing）；將通過捕獲蛋白增強(qiáng)剪切位點(diǎn)的方法，稱為TOES（argeted oligonucleotide enhancer of splicing）。

研究顯示，這一方案可以一個(gè)個(gè)地改變多種基因的剪切，只不過整個(gè)過程比較慢，效率也不高。因此，TOSS和TOES的應(yīng)用受到了較大的局限?，F(xiàn)在，研究人員為了推廣這一技術(shù)，對五十多個(gè)選擇性剪切事件進(jìn)行了測試。

另外，他們還在之前的基礎(chǔ)上開發(fā)了一個(gè)TOSS和TOES的設(shè)計(jì)工具。該工具可以幫助人們決定與目標(biāo)剪切位點(diǎn)結(jié)合的寡核苷酸序列，其設(shè)計(jì)成功率超過了80%。

“使用這個(gè)工具，基本上和設(shè)計(jì)siRNA的步驟一樣。當(dāng)人們想要引導(dǎo)選擇性剪切時(shí)，可以先將目的基因的序列輸入電腦，然后系統(tǒng)就回給出最佳的設(shè)計(jì)方案，”Chabot說。“我們提供的就是這樣一種新生物信息學(xué)工具。”

Chabot希望，這一在線工具可以幫助人們深入研究疾病相關(guān)的基因，以便有朝一日將雙功能寡核苷酸用于臨床治療。

“合適的雙功能寡核苷酸，可以幫助患者矯正剪切缺陷。例如，可以定期服用藥片”他說。“或者通過新技術(shù)將這些寡核苷酸引入細(xì)胞，使其以一種可誘導(dǎo)的方式表達(dá)。”

文章總結(jié)道，雙功能寡核苷酸可以重新引導(dǎo)多種基因的選擇性剪切，是進(jìn)行相關(guān)研究的實(shí)用工具。