The relationship between chromatin organization and RNA splicing

Abstract

Je známo, že RNA sestřih a další úpravy pre-mRNA probíhají kotranskripčně. Nedávno bylo velmi nečekaně zjištěno, že některé vlastnosti chromatinu se liší mezi introny a exony, což sestřih přímo propojuje i s organizací chromatinu. Tato práce shrnuje všechny články, které popisují tyto odlišnosti ve struktuře chromatinu a diskutuje body, ve kterých se rozcházejí. V těchto studiích bylo nalezeno více nukleozomů na exonech v porovnání s okolními introny. Na exonech byly častější i specifické modifikace histonů a také metylace DNA. Tyto lokální odlišnosti v uspořádání chromatinu byly evolučně konzervované mezi savci (člověk a myš) a háďátkem C. elegans a octomilkou D. melanogaster. Výsledky těchto studií naznačují, že hlavní funkcí odlišností v uspořádání chromatinu je napomáhat rozpoznávání exonů. Zatím byly navrženy dva mechanismy, jak může chromatin ovlivňovat sestřih. První je vliv chromatinu na rychlost elongace RNA polymerázy II a druhý je specifická vazba sestřihových faktorů na chromatin. V blízké budoucnosti můžeme očekávat studie, které budou hledat konkrétní příklady obou mechanismů a zhodnotí, jak je který mechanismus důležitý. Opravdu bylo velmi nedávno zjištěno, že H3K36me3 reguluje alternativní sestřih druhým zmíněným mechanismem.

It is well known that RNA splicing and other pre-mRNA processing reactions happen cotranscriptionally. Surprisingly, there were recently discovered some chromatin features that had uneven distribution between exons and introns, which directly links chromatin organisation to splicing. This work summarizes all the studies that detected these chromatin patterns on exons and discuss their inconsistencies. In these studies nucleosomes were found to be preferentially positioned on exons, specific histone modifications and DNA methylation were also enriched on exons. These local patterns of chromatin organisation were evolutionarily conserved from mammals (human and mouse) to worm C. elegans and fly D. melanogaster. Their findings indicate that the role for chromatin structure in pre-mRNA splicing is to promote exon recognition. There are two mechanisms proposed for this role of chromatin in splicing. The first one is influence on RNA polymerase II elongation speed, and the second is specific recruitment of splicing machinery. In the near future we can expect studies searching for concrete examples of these two mechanisms and assessing their significance. Indeed it was reported very recently that H3K36me3 regulates alternative splicing via the second mechanism.