2014年10月1日,瑞士巴塞尔大学,苏黎世联邦理工学院和美国北卡罗莱纳州立大学的科研人员,在神经研究的顶级刊物“Neuron“(”神经元“杂志,Cell Press出版社Cell杂志姊妹刊物)的联合发表题为“Targeted Combinatorial Alternative Splicing Generates Brain Region-Specific Repertoires of Neurexins”(靶向组合式选择性剪接产生Neurexins在大脑特定区域的各种指令),通讯作者是Peter Scheiffele,曾荣获2002年的Searle Scholar Award和2004年的JohnMerck Scholar Award,以及2014年的Robert Bing Prize。

该文中,作者提到要完成该研究项目(大脑中Neurexins基因可变剪接分子多态性研究),Pacbio 单分子测序(SMRT sequencing)是唯一的选择。这是半年以来,基于SMRT技术在Neurexin mRNA剪接多态性研究方面发表的第二篇重量级文章。
Neurexin是已知在大脑中表达,剪接事件非常频繁,剪接体分子多态性非常高的一个基因家族,而剪接事件往往会改变分子间相互作用和蛋白核心功能区域,在下游会影响到神经突触的可塑性及其功能。作者在文中深入讨论“不同时空Neurexin基因的剪接是如何被管理“这个话题。
作者对成鼠大脑的Neurexins RNA进行了SMRT测序,得到了370,000条全长的Nrxnα的转录本。“Neurexin mRNA前体通过剪接形成剪接体,我们在项目中合计检测出1,364种Neurexin-α 和 37种Neurexin-β的成熟mRNA。Neurexin基因在剪接过程中基于Nrxn1α 和 Nrxn2α的可变剪接插入元件,可以形成非常多的组合,这引发了Neurexin可变剪接分子多态性“。作者同时比较了大脑不同区域的转录本的差异。“小脑和皮质,全脑的剪接体形式和剪接多态性也不一致,因为大脑的不同区域功能不同,其中的神经细胞类型和数量不同,这对Neurexin的剪接模式造成影响“。
Pacbio单分子测序技术的测序平均读长可以达到10K,在转录组测序中可以直接得到真实的转录本异构体isoform全长,可以帮助研究人员发现更多的异构体isoform,进而更完整的审视大脑功能。“在这个项目中,我们使用单分子测序不仅检测出经典的可变剪接模式,而且发现了全新的剪接模式,甚至剪接元件。我们的一系列发现提示Neurexin这种非常重要的突触受体分子的多态性,而且证实其分子多态性与神经系统的细胞多态性是密切相关的。“
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