Science挑战传统认知，剪接的多样性

　　大多数的哺乳动物蛋白编码基因都可能有许多种转录物，它们是由纳入外显子变化所导致。过去人们认为所谓的选择性剪接(alternative splicing)事件在物种间有可能是保守的，然而发表在12月20日《科学》(Science)杂志上的两项研究表明大多数并非如此。研究人员甚至认为，高度的选择性剪接差异或许是物种分化的一个驱动力。

　　凯斯西储大学RNA分子生物学家Donny Licatalosi 教授说“过去人们普遍认为，在小鼠大脑和肌肉之间看到剪切差异与在人类中看到的相似。然而，两项研究表明情况并非如此。有大量物种特异性的选择性剪接存在。”

　　其中一项研究的领导者、多伦多大学细胞和分子生物学教授Ben Blencowe说：“在脊椎动物进化生物学中有一个重要的问题：如果我们与小鼠、鸡或青蛙具有非常相似的一组基因，那么身体和行为的差异是如何产生的?”基因表达水平变化是一个经常讨论的机制，然而第二篇论文的主要作者、麻省理工学院生物学和生物工程学教授Chris Burge与Blencowe发现，基因表达在物种间相对保守。

　　另一方面，两篇论文表明，甚至在密切相关的物种间大多数的选择性剪接事件也存在很大的差异。Blencowe 说：“甚至是人类和黑猩猩之间，选择性剪接模式也有很大的不同。”“选择性剪切进化速度要比基因表达快，”贝勒医学院病理学教授Tom Cooper(未参与该研究)说。

　　为了评估选择性剪接模式以及转录水平，两个研究小组对信使RNA(mRNA)进行了高通量测序。他们抽提了来自不同脊椎动物物种大量器官的RNA，包括青蛙、鸡、灵长类和人类。“由此生成了大量的数据，”Cooper说。

　　Blencowe研究小组证实，物种特异性选择性剪接改变往往是由转录物自身差异所驱动，而非剪接机器的差异，转录物携带着指导剪接机器的剪接密码。例如，人类转录物在小鼠细胞中表达，显示的是人类而非小鼠的剪接模式，尽管它们是被小鼠机器进行剪接。

　　康涅狄格大学遗传学和发育生物学教授Brent Graveley (未参与该研究)说：“这些论文非常的重要，它们第一次提供了脊椎动物选择性剪接进化的大型视图。证明了选择性剪接进化极其的快速，表明它有可能在物种形成中发挥了作用。”

　　Burge说，选择性剪接这种惊人的能力可使细胞尝试蛋白质新版本，且不会有完全丧失原始版本的风险。当然，如果随后新版本提供了某种优势，剪接密码相关序列的改变将会被选中。“这当然是一种有吸引力的模型，我们认为就是这么回事，”Burge说。

　　他的研究小组发现，选择性剪接的外显子可能以一种方式移除或插入磷酸化位点改变了蛋白质的功能。“基因数据库搜索揭示，组织特异性的选择性外显子具有显著较高密度的预测和已验证磷酸化位点，” Burge说。蛋白质的磷酸化状态可以影响它们的相互作用、活性和亚细胞定位，选择性剪接有可能为细胞内的蛋白质功能调控提供了“一个拨动开关”。“这是很新奇的……一直以来还无人认识到可以这种方式利用剪接，”他说。

　　当然，磷酸化作用并非是唯一的蛋白质调控途径。Cooper说：“我猜想剪接还将改变许多的功能性结构域和区域。”