長(zhǎng)讀長(zhǎng)測(cè)序助力解析TDP-43功能障礙關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)座子“劫持”基因新機(jī)制

漸凍癥（ALS）和額顳葉癡呆（FTD）是兩種密切相關(guān)的神經(jīng)退行性疾病，多數(shù)患者的病理特征涉及TDP-43的功能障礙，尤其是ALS。TDP-43本是神經(jīng)元中至關(guān)重要的“調(diào)節(jié)器”，調(diào)控RNA剪接和轉(zhuǎn)座子表達(dá)。正常情況下，轉(zhuǎn)座子作為移動(dòng)遺傳元件，在健康細(xì)胞中處于沉睡狀態(tài)。然而，當(dāng)TDP-43故障，不僅會(huì)導(dǎo)致可變剪接事件出現(xiàn)，還會(huì)使沉睡的轉(zhuǎn)座子（TE）被錯(cuò)誤喚醒，從而導(dǎo)致TE異常表達(dá)，引發(fā)一系列連鎖反應(yīng)。

以下為大家介紹的是來(lái)自于紐約大學(xué)朗格尼醫(yī)學(xué)中心和紐約基因組中心等研究者聯(lián)合發(fā)布的一篇預(yù)印本文章，文章使用基于PacBio HiFi優(yōu)化的長(zhǎng)讀長(zhǎng)RNA測(cè)序，研究了TDP-43相關(guān)隱性剪接異構(gòu)體以及轉(zhuǎn)座子通過(guò)隱性剪接“外顯子化”，插入基因轉(zhuǎn)錄本形成基因-轉(zhuǎn)座子融合轉(zhuǎn)錄本（crypTEs）等剪接事件，揭示了TE失調(diào)影響ALS的新機(jī)制。

1 TDP-43敲低i3Neuron模型的建立及其轉(zhuǎn)錄本剪接和轉(zhuǎn)座子失調(diào)

研究者構(gòu)建了由iPSC誘導(dǎo)分化的皮質(zhì)興奮性神經(jīng)元模型（i3Neurons），通過(guò)CRISPRi在i3Neurons中敲低TDP-43并進(jìn)行了驗(yàn)證（mRNA和蛋白均減少約2-3倍），同時(shí)加入5-Azacytidine抑制NMD以穩(wěn)定隱性轉(zhuǎn)錄本便于檢測(cè)。短讀長(zhǎng)RNA-seq顯示，TDP-43缺失導(dǎo)致已知靶基因（如STMN2、HDGFL2）表達(dá)異常和轉(zhuǎn)座子（尤其是LTR和LINE家族）顯著上調(diào)，且剪接變化與ALS/FTD患者神經(jīng)元高度相關(guān)。由于短讀長(zhǎng)測(cè)序難以解析重復(fù)序列和組裝全長(zhǎng)轉(zhuǎn)錄本，研究者進(jìn)一步采用基于PacBio HiFi優(yōu)化的長(zhǎng)讀長(zhǎng)測(cè)序（CrypTE-seq）發(fā)現(xiàn)了數(shù)千種新轉(zhuǎn)錄本，捕獲了包含重復(fù)序列的轉(zhuǎn)座子和全長(zhǎng)轉(zhuǎn)錄本，剪接異構(gòu)體以及大量基因-TE融合的隱性剪接事件（crypTEs），為后續(xù)功能研究奠定了基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

1. Isobel Bolger, Regina Shaw, Oliver H Tam, Cláudio Gouveia Roque, Christopher A Jackson, Kathryn O’Neill, NYGC ALS Consortium, Colin Smith, Hemali Phatnani, Karthick Natarajan, Molly Gale Hammell. TDP-43 dysfunction leads to the accumulation of cryptic transposable element-derived exons, crypTEs, in iPSC derived neurons and ALS/FTD patient tissues. bioRxiv 2026.01.09.698641; doi: https://doi.org/10.64898/2026.01.09.698641.