综述:递归剪接——巨型基因组中内含子切除的未探索机制

【字体: 时间:2025年08月02日 来源:Journal of Molecular Evolution 1.8

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  这篇综述系统阐述了递归剪接(recursive splicing)作为内含子(intron)多步切除的新机制,通过RNA-seq"锯齿状"读深模式、RNA套索测序(lariat sequencing)等技术在果蝇、人类和小鼠中的研究发现:该机制能提升长内含子的剪接精确度,并暗示其在克服蝾螈、肺鱼等巨型基因组(gigantic genomes)中超长内含子(50倍于常规)对转录效率限制的潜在价值。

  

Abstract

前体mRNA(pre-mRNA)剪接是基因表达的核心环节。传统观点认为内含子通过单步反应被剪接体(spliceosome)切除,但近年发现的递归剪接(recursive splicing)机制揭示了更复杂的多步骤过程:剪接体通过识别递归剪接位点(recursive splice sites),将内含子分段切除。每次切除后,下游内含子片段会与上游外显子(exon)重新连接,形成瞬态中间产物。

检测方法与特征

RNA-seq分析中,该过程会产生标志性的"锯齿状"读深模式——读深峰值对应部分剪接产物中外显子-内含子连接位点。RNA套索测序和单细胞实时成像技术进一步验证了该现象。在果蝇、人类和小鼠中的研究表明:递归剪接发生率与内含子长度呈正相关,且显著提升长内含子(>10kb)的剪接保真度。

巨型基因组的启示

当前模型生物的基因组规模(通常<3Gb)难以反映生命多样性。蝾螈和肺鱼等生物拥有超巨型基因组(可达100Gb),其内含子长度可达常规生物的50倍。这种极端情形下,递归剪接可能通过"分而治之"策略解决超长转录本的处理难题。未来研究若聚焦这些特殊物种,将揭示该机制在维持超大基因组转录效率中的进化意义,并为基因治疗中长片段插入的剪接优化提供新思路。

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