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蛋白编码基因的转录通常从启动子开始,在该基因的转录终止位点结束,这个过程是受到精细调节的。偶有报道表明,基因的转录有时可以通读与其相邻基因之间的基因间区,在其下游基因终止转录活动,从而产生大的包含两个基因外显子的融合转录本,这种现象被称为共转录和基因间拼接。但是到目前为止,还缺少关于这种现象的系统性分析研究。为了了解这种共转录是一种随机的现象或者是一种受调控的增加转录和蛋白质复杂度的方式,我们对这种现象产生的融合转录本进行了全基因组水平的大规模鉴定,同时对鉴定的融合转录本在mRNA水平和蛋白水平进行试验验证。
在人和小鼠基因组中分别鉴定出583和198个共转录基因,它们产生的融合mRNA进一步被分为5种主要的基因间拼接方式。在这些转录本中,我们通过与公共蛋白数据库进行检索,发现了105个人和12个小鼠由融合mRNA产生的融合蛋白。我们挑选了3个融合蛋白进行免疫印迹分析,从中鉴定出了2个融合蛋白。融合mRNA的RT-PCR验证结果表明一些融合转录本的表达具有组织特异性。
Gene Ontology分析表明位于同一多蛋白复合体或在同一代谢通路或信号转导通路中发挥作用的蛋白的基因倾向于声称融合mRNA。基因间区的距离与共转录的发生相关但并不是决定性因素。但串联基因对的上游基因的poly(A)信号及其最后一个外显子的5拼接位点的强度与共转录的发生没有直接关系。
通过把人的融合mRNA与其它物种的相应基因进行比较,我们发现在脊椎动物中共转录是一种较为常见的现象,在进化过程中,它可以通过一个大的祖先基因的分裂或者两个小基因的融合产生。