ATM遺伝子のナンセンス媒介RNA崩壊スイッチエクソンのアンチセンスオリゴヌクレオチドを調節する

ATM（運動失調症 - テランギオクタシア、変異）は、DNA損傷応答経路で重要な頂端キナーゼをコードする重要な癌感受性遺伝子です。生殖系統のATM変異は、運動失調症と舌染血症（A-T）をもたらします。これは、二本鎖DNA休憩に対する過敏症とリンパ系悪性腫瘍への素因に関連するまれな遺伝症候群をもたらします。ATMの発現は、イントロン28に位置する厳密に調節されたナンセンス媒介RNA崩壊（NMD）スイッチエクソン（NSEと呼ばれる）によって制限されます。この研究では、3.1-kBB全体を体系的に標的とすることにより成熟転写産物に包含するアンチセンスオリゴヌクレオチドを特定します。 - 長いイントロン。それらの識別は、転置された要素の分節欠失分析によって支援され、長い末端繰り返しトランスポゾンMER51Aの除去時に、遠いアンチセンスALUおよびNSE活性化の除去時にNSE抑制が明らかになりました。キトサンベースのナノ粒子を使用して、最適化されたスプライススイッチングオリゴヌクレオチドを胚およびリンパ芽球細胞に送達することにより、効率的なNSE抑制が達成されました。一緒に、これらの結果は、癌細胞のシーケンス特異的放射線感覚の可能性の基礎を提供し、遺伝子発現を修飾するためのイントロンアンチセンスオリゴヌクレオチドの能力を強調し、NSEのトランスポゾンを介した調節を実証します。

ATM (ataxia-telangiectasia, mutated) is an important cancer susceptibility gene that encodes a key apical kinase in the DNA damage response pathway. ATM mutations in the germ line result in ataxia-telangiectasia (A-T), a rare genetic syndrome associated with hypersensitivity to double-strand DNA breaks and predisposition to lymphoid malignancies. ATM expression is limited by a tightly regulated nonsense-mediated RNA decay (NMD) switch exon (termed NSE) located in intron 28. In this study, we identify antisense oligonucleotides that modulate NSE inclusion in mature transcripts by systematically targeting the entire 3.1-kb-long intron. Their identification was assisted by a segmental deletion analysis of transposed elements, revealing NSE repression upon removal of a distant antisense Alu and NSE activation upon elimination of a long terminal repeat transposon MER51A. Efficient NSE repression was achieved by delivering optimized splice-switching oligonucleotides to embryonic and lymphoblastoid cells using chitosan-based nanoparticles. Together, these results provide a basis for possible sequence-specific radiosensitization of cancer cells, highlight the power of intronic antisense oligonucleotides to modify gene expression, and demonstrate transposon-mediated regulation of NSEs.