Eventos de empalme alternativo identificados en células madre embrionarias humanas y progenitores neurales.

Las células madre embrionarias humanas (hESC) y las células progenitoras neurales (NP) son excelentes modelos para recapitular el desarrollo neuronal temprano in vitro y son clave para establecer estrategias para el tratamiento de trastornos degenerativos. Si bien se ha realizado un gran esfuerzo para analizar las diferencias transcripcionales y epigenéticas durante la transición de hESC a NP, se ha realizado muy poco trabajo para comprender los cambios postranscripcionales durante la diferenciación neuronal. El empalme de ARN alternativo (AS), una forma importante de regulación génica postranscripcional, es importante en el desarrollo y la función neuronal de los mamíferos. Se compararon ESC humanas, NP derivadas de hESC y células madre del sistema nervioso central humano utilizando matrices de exones de Affymetrix. Introdujimos un enfoque de detección de valores atípicos, REAP (Protocolo de matriz de exones basado en regresión), para identificar 1,737 exones internos que se predice que sufrirán AS en NP en comparación con hESC. La validación experimental de los eventos de AS predichos por REAP indicó una sensibilidad dependiente del umbral que va del 56 % al 69 %, con una especificidad del 77 % al 96 %. Las predicciones de REAP se superpusieron significativamente a conjuntos de eventos alternativos identificados mediante etiquetas de secuencia expresada y eventos AS conservados evolutivamente. Nuestros resultados también revelan que centrarse en genes expresados ​​diferencialmente entre hESC y NP pasará por alto el 14% de los posibles genes AS. Además, encontramos que las predicciones de REAP están enriquecidas en genes que codifican actividades de serina/treonina quinasa y helicasa. Un ejemplo es un exón alternativo predicho por REAP en el gen SLK (serina/treonina quinasa 2) que se incluye diferencialmente en hESC, pero se omite en NP así como en otros tejidos diferenciados. Por último, el análisis comparativo de secuencias reveló que los elementos reguladores cis intrónicos conservados, como el sitio de unión GCAUG de FOX1/2, se encuentran próximos a los exones AS candidatos, lo que sugiere que FOX1/2 puede participar en la regulación de AS en NP y hESC. En resumen, se introdujo una nueva metodología para el análisis de conjuntos de exones, lo que llevó a nuevos conocimientos sobre la complejidad de AS en células madre embrionarias humanas y su transición a células madre neurales.