Genregulation: Exitron-Spleißen mischt mit

18. Juni 2015
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Das sogenannte Exitron-Spleißen ist ein neuer Aspekt der Genregulation. Diese Erkenntnis könnte helfen, die evolutionäre Anpassung der Genregulation zu untersuchen, und wichtige Daten für die Biomarker-Entwicklung und Angriffspunkte im Kampf gegen Krebs liefern.

Alternatives Spleißen ist dafür verantwortlich, dass genetische Information kompakt gespeichert wird. Durch diesen Mechanismus kann die in Genen gespeicherte Information vielfältig „übersetzt” werden. Aus einem einzigen Gen können so zwei oder auch mehr Proteine entstehen. Etwa 95 % der menschlichen Gene und 61 % der Gene der in dieser Studie als Modellorganismus verwendeten Arabidopsis (Acker-Schmalwand, auch: Schotenkresse) werden alternativ gespleißt. Wenn der Prozess nicht ordnungsgemäß funktioniert, können z. B. Krebs oder Neurodegenerationen die Folge sein.

Evolutionär konservierter Mechanismus

Forscher der Max F. Perutz Laboratories und der Universität für Bodenkultur Wien berichten nun über einen bisher nicht beschriebenen Vorgang während des alternativen Spleißens, den sie Exitron-Spleißen nennen. „Exitrons ‚verstecken’ sich in Sequenzen der proteinkodierenden Exons und werden alternativ gespleißt. Sie weisen sowohl Merkmale von Exons als auch Introns auf”, erklärt Yamile Marquez, Erstautorin der Studie. „Indem wir Datensätze der Modellpflanze Arabidopsis, aber auch von verschiedenen menschlichen Organen sowie Krebsproben analysierten, konnten wir zeigen, dass Exitron-Spleißen ein evolutionär konservierter Mechanismus bei Eukaryoten ist”, sagt Maria Kalyna, korrespondierende Autorin der Studie. „Wir liefern Beweise, dass das Exitron-Spleißen beim Menschen bei vielen wichtigen Genen eine Rolle spielt, wie etwa jenen, die in der Entstehung von Brustkrebs involviert sind”, fügt Kalyna hinzu.

Diese Studie bietet einen Ausblick, um die Mechanismen des alternativen Spleißens und die evolutionäre Anpassung der Genregulation zu verstehen und ermöglicht die Entwicklung von neuen therapeutischen Angriffspunkten und medizinischen Diagnosemöglichkeiten.

Originalpublikation:

Unmasking alternative splicing inside protein-coding exons defines exitrons and their role in proteome plasticity
Yamile Marquez et al.; Genome Research, doi: 10.1101/gr.186585.114; 2015

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