“选择性多聚腺苷酸化(alternative polyadenylation,APA)是真核生物mRNA最重要的特征之一，通常指切割或聚腺苷酸化可以产生不同编码区或3’UTRs的转录亚型，从而产生各种转录亚型。”

 

下面让我们就一起来了解APA研究案例和PAS-seq技术！

 

什么是APA？

 

选择性多聚腺苷酸化(alternative polyadenylation，APA)发生在超过60%的人类基因中，产生许多具有不同三个末端的转录本，从而扩大了mRNA和来自单一基因蛋白质的多样性。作为一种关键的分子机制，APA参与了mRNA成熟、mRNA稳定、细胞RNA衰变和蛋白质多样化等多种基因调控步骤。APA在癌症中经常出现失调，导致癌基因和肿瘤抑制基因表达的改变。 

PAS-seq 介绍

PAS-seq (polyadenylation site sequencing by sequencing): 能够在全基因组范围内的多聚腺苷化位点的变化特点的方法。绘制响应过表达和敲低的APA事件，随后功能注释分析，从而发现并进一步研究受APA所影响的基因。选择性多聚腺苷化（alternative polyadenylation，APA）切割或聚腺苷酸化可以产生不同编码区或3’UTRs的转录亚型，这一现象产生了各种转录亚型。新生RNA的成熟是转录的关键步骤。对于mRNA来说，信使RNA前体(pre-mRNA)的成熟，包括3’端核的加工，对mRNA的功能和稳定性至关重要。在3’端加工过程中，新生mRNA的3端被切割，随后添加poly(a) 尾巴(即聚腺苷酸化)。聚腺苷酸化保护前mRNA不受酶降解，促进核输出和翻译。聚腺苷酸化聚合酶和聚腺苷酸化特异性因子调控聚(A)尾添加过程和聚(A)尾长度控制。剪切和多聚腺苷酸化均发生在位于3个非翻译区域(3’ UTR)、内含子或内部外显子内的多聚腺苷酸化位点(PASs)。PASs在真核生物mRNA中广泛存在。

 

通过解读以下文献，一起分享PAS-seq技术在宫颈癌中的价值

选择性多聚腺苷化（APA）在抑制宫颈癌中的重要作用

 

研究背景

Nudix水解酶21( Nudix Hydrolase 21 NUDT21)是一种多聚腺苷酸化调节蛋白，具有抑制肿瘤作用。NUDT21在宫颈癌（CxCa）组织和细胞中表达降低，且NUDT21表达水平与宫颈癌患者的临床预后高度相关，然而，其具体的的机制不清楚。

 

研究方法和主要发现

根据NUDT21的分子功能，其可以调控多聚腺苷化位点的选择。我公司特有的PAS-seq技术可以获得全基因组范围内的多聚腺苷化位点的变化特点。PAS-seq技术助力进一步解析NUDT21的靶标分子和作用机制。

 

通过我公司特有的PAS-seq技术，首先运用PAS-seq技术在宫颈癌全基因组范围内对聚腺苷化RNA的3个末端区域（3′ UTR）进行测序，绘制响应NUDT21过表达和敲低的APA事件，随后功能注释分析。在NUDT21过表达情况下，发现457个转录本的3′ UTRs显著延长。与此同时，348个转录本的3′ UTRs显著缩短。通过功能注释分析发现NUDT21靶点参与了脂肪酸(FA)代谢调控因子和Wnt和NF-κB信号通路的作用。从以上的APA受NUDT21调控的基因中，作者进一步确认IL-1A、WNT10B、HMGB1和ACAT2参与宫颈癌转移基因。NUDT21能够调节CxCa细胞中miRNA介导的翻译抑制。

 

展示所研究部分图例

 

总结：

这项研究表明人类基因来自选择性多聚腺苷酸化(APA)的多个转录本在宫颈癌中具有重要作用。运用PAS-seq检测技术，通过在宫颈癌中过表达NUDT21，从而鉴定了457个3′ UTR 延长的转录本和348个3′ UTR缩短的转录本。并证实了NUDT21可以调节IL-1A、WNT10B和HMGB1的3′ UTR 的长度，这3′ UTR是Wnt和NF-κB信号通路的重要介质。

 

参考文献

Xing Y, Chen L, Gu H, et al. Downregulation of NUDT21 contributes to cervical cancer progression through alternative polyadenylation[J]. Oncogene, 2021, 40(11): 2051-2064.