可变剪接偶联无义介导的mRNA降解协调发育中小鼠神经元非神经元基因的下调

背景：可变前体mRNA剪接（AS）与称为无义介导的mRNA降解（NMD）的mRNA质量监控机制之间的功能性偶联可调节转录本的丰度。已有研究在发育中的神经元中鉴定出数个此类调控的实例。然而，AS-NMD在此背景下的系统层面效应尚不清楚。结果：我们开发了一个R包factR2，提供了一套全面的AS-NMD分析功能。利用该工具，我们对经历诱导性神经元分化的多能干细胞中的基因表达进行了纵向分析。我们的分析揭示了数百个具有显著调节基因表达潜力的AS-NMD事件。值得注意的是，这种调节在发育性下调基因的特定功能组中显著过度表达。在与基因下调的关联中，检测到特别强的关联性的是那些在掺入成熟mRNA后刺激NMD的可变盒式外显子。通过结合生物信息学分析与CRISPR/Cas9基因组编辑及其他实验方法，我们表明，由RNA结合蛋白PTBP1调控的NMD刺激型盒式外显子可在发育中的神经元中抑制其基因的表达。我们还提供了证据表明，NMD刺激型盒式外显子掺入成熟mRNA与不依赖NMD的基因抑制机制在时间上是协调的。结论：我们的研究为发现和优先排序AS-NMD靶标提供了一个易用的工作流程。它进一步证明AS-NMD途径在发育中的神经元中发挥广泛作用，促进功能相关的非神经元基因的下调。