Systems Biology of RNA Binding Proteins

پس از رونویسی در هسته، پروتئین‌های متصل‌کننده RNA (RBPs) عناصر RNA تنظیم‌کننده سیس را در توالی pre-mRNA شناسایی می‌کنند تا کمپلکس‌های mRNA-protein (mRNP) را تشکیل دهند. مشابه پروتئین‌های متصل‌کننده به DNA مانند فاکتورهای رونویسی که بیان ژن را با اتصال به عناصر DNA در پروموترهای ژن‌ها تنظیم می‌کنند، RBP‌ها سرنوشت RNA‌های هدف را با تعامل با توالی‌های خاص یا ویژگی‌های ساختاری ثانویه RNA در مولکول RNA رونویسی شده تنظیم می‌کنند. مجموعه ای از عناصر RNA عملکردی که توسط RBP ها در RNA های هدف شناسایی می شوند و دینامیک زمانی، عملکردی و مکانی RNA هدف را کنترل می کنند، یک "کد mRNP" فرضی را تعریف می کنند. این عناصر RNA تنظیم‌کننده سیس را می‌توان در نواحی ترجمه‌نشده 5' و 3' (UTRs)، اینترون‌ها و اگزون‌های همه ژن‌های کدکننده پروتئین یافت. عناصر RNA در UTR های 5' و 3' اغلب در هدف قرار دادن RNA به بخش های سلولی خاص نقش دارند و بر تشکیل انتهای 3' تأثیر می گذارند، ثبات RNA را کنترل می کنند و ترجمه mRNA را تنظیم می کنند. عناصر RNA در اینترون‌ها و اگزون‌ها به عنوان تقویت‌کننده یا خفه‌کننده‌های پیرایشی در طول فرآیند پیرایش از mRNA پیش از mRNA به mRNA بالغ عمل می‌کنند.

این کتاب مطالعات موردی پروتئین‌های اتصال‌دهنده RNA را ارائه می‌کند که جنبه‌هایی از پردازش RNA را که برای درک اساسی بیماری‌ها و توسعه مهم هستند، تنظیم می‌کند. فصل‌ها شامل دیدگاه‌های سطح سیستم، بینش مکانیکی در مورد پردازش RNA و پروتئین‌های اتصال RNA در تنوع ژنتیکی، توسعه و بیماری است. این محتوا بر زیست‌شناسی سیستم‌ها و ژنومیک پروتئین‌های اتصال‌دهنده RNA و ارتباط آن‌ها با بیماری‌های انسانی تمرکز دارد.

After transcription in the nucleus, RNA binding proteins (RBPs) recognize cis-regulatory RNA elements within pre-mRNA sequence to form mRNA-protein (mRNP) complexes. Similarly to DNA binding proteins such as transcription factors that regulate gene expression by binding to DNA elements in the promoters of genes, RBPs regulate the fate of target RNAs by interacting with specific sequences or RNA secondary structural features within the transcribed RNA molecule. The set of functional RNA elements recognized by RBPs within target RNAs and which control the temporal, functional and spatial dynamics of the target RNA define a putative “mRNP code”. These cis-regulatory RNA elements can be found in the 5’ and 3’ untranslated regions (UTRs), introns, and exons of all protein-coding genes. RNA elements in 5’ and 3’ UTRs are frequently involved in targeting RNA to specific cellular compartments, affecting 3’ end formation, controlling RNA stability and regulating mRNA translation. RNA elements in introns and exons are known to function as splicing enhancers or silencers during the splicing process from pre-mRNA to mature mRNA.

This book provides case studies of RNA binding proteins that regulate aspects of RNA processing that are important for fundamental understanding of diseases and development. Chapters include systems-level perspectives, mechanistic insights into RNA processing and RNA Binding proteins in genetic variation, development and disease. The content focuses on systems biology and genomics of RNA Binding proteins and their relation to human diseases.