Transcript shortening via alternative polyadenylation promotes gene expression during fracture healing.
Transcript shortening via alternative polyadenylation promotes gene expression during fracture healing.
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DOI：
10.1038/s41413-022-00236-7
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发表时间：
2023-01-03
期刊：
影响因子：
12.7
通讯作者：
Elbarbary, Reyad A. A.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Khajuria, Deepak Kumar;Nowak, Irena;Leung, Ming;Karuppagounder, Vengadeshprabhu;Imamura, Yuka;Norbury, Christopher C. C.;Kamal, Fadia;Elbarbary, Reyad A. A.
几乎所有真核生物信使 RNA (mRNA) 3' 端的成熟都需要切割和多腺苷酸化。大多数哺乳动物 mRNA 在最后一个外显子内的不同位点进行聚腺苷酸化，产生具有相同编码区但不同 3' 非翻译区 (UTR) 的替代聚腺苷酸化 (APA) 亚型。 3'UTR 包含调节 mRNA 代谢的基序；因此，通过 APA 改变 3'UTR 长度可以显着影响基因表达。软骨内骨化是骨愈合的核心过程，但在此过程中 APA 对基因表达的影响尚不清楚。在这里，我们报告了 APA 的广泛发生，它影响已知参与骨愈合的多种途径。重要的是，软骨内骨化的进展涉及整体 3'UTR 缩短，这与相对于其他转录本的缩短转录本的丰度增加有关。这些结果强调了 APA 在软骨内骨形成过程中促进基因表达的作用。我们对骨折愈伤组织中经过 APA 的转录本的机制研究揭示了一个复杂的调节网络，其中 APA 增强胶原蛋白、I 型、α 1 (Col1a1) 和 Col1a2 基因的表达，这些基因编码丰富表达的蛋白胶原蛋白 1 的 2 个亚基。APA 通过缩短 Col1a1 和 Col1a2 mRNA 的 3'UTR 来发挥这种作用，从而 去除 miR-29a-3p 的结合位点，否则会强烈促进两个转录本的降解。总而言之，我们的研究首次描述了 APA 在调节 3'UTR 景观和骨折愈合过程中调节基因表达中的关键作用。
Maturation of the 3′ end of almost all eukaryotic messenger RNAs (mRNAs) requires cleavage and polyadenylation. Most mammalian mRNAs are polyadenylated at different sites within the last exon, generating alternative polyadenylation (APA) isoforms that have the same coding region but distinct 3′ untranslated regions (UTRs). The 3′UTR contains motifs that regulate mRNA metabolism; thus, changing the 3′UTR length via APA can significantly affect gene expression. Endochondral ossification is a central process in bone healing, but the impact of APA on gene expression during this process is unknown. Here, we report the widespread occurrence of APA, which impacts multiple pathways that are known to participate in bone healing. Importantly, the progression of endochondral ossification involves global 3′UTR shortening, which is coupled with an increased abundance of shortened transcripts relative to other transcripts; these results highlight the role of APA in promoting gene expression during endochondral bone formation. Our mechanistic studies of transcripts that undergo APA in the fracture callus revealed an intricate regulatory network in which APA enhances the expression of the collagen, type I, alpha 1 (Col1a1) and Col1a2 genes, which encode the 2 subunits of the abundantly expressed protein collagen 1. APA exerts this effect by shortening the 3′UTRs of the Col1a1 and Col1a2 mRNAs, thus removing the binding sites of miR-29a-3p, which would otherwise strongly promote the degradation of both transcripts. Taken together, our study is the first to characterize the crucial roles of APA in regulating the 3′UTR landscape and modulating gene expression during fracture healing.
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DOI：
10.1093/bioinformatics/btu638
发表时间：
2015-01-15
期刊：
Bioinformatics (Oxford, England)
影响因子：
--
作者：
Anders S;Pyl PT;Huber W
通讯作者：
Huber W
影响因子：
10.5
作者：
Lianoglou S;Garg V;Yang JL;Leslie CS;Mayr C
通讯作者：
Mayr C
DOI：
10.1093/bioinformatics/bts251
发表时间：
2012-07-01
期刊：
Bioinformatics (Oxford, England)
影响因子：
--
作者：
Jiao X;Sherman BT;Huang da W;Stephens R;Baseler MW;Lane HC;Lempicki RA
通讯作者：
Lempicki RA
DOI：
10.1165/rcmb.2010-0323oc
发表时间：
2011-08-01
影响因子：
6.4
作者：
Cushing, Leah;Kuang, Ping Ping;Lue, Jining
通讯作者：
Lue, Jining
影响因子：
8
作者：
Dey, Shatovisha;Udari, Lata M.;Kota, Janaiah
通讯作者：
Kota, Janaiah