Особенности эволюции различных функциональных областей альтернативно сплайсируемых генов эукариот тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.00.28, кандидат биологических наук Ермакова, Екатерина Олеговна

• Ермакова, Екатерина Олеговна
• кандидат биологических наук
• 2008

Оглавление диссертации кандидат биологических наук Ермакова, Екатерина Олеговна

ВВЕДЕНИЕ

1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Альтернативный сплайсинг: общее введение

1.2 Функции альтернативного сплайсинга в клетке

1.2.1 Альтернативный сплайсинг и регуляция

1.2.2 Функциональность альтернативного 21 сплайсинга

1.2.2.1 PACT: регулируемый 22 антипродуктивный альтернативный сплайсинг и трансляция

1.2.3 Альтернативный сплайсинг и структура 25 белка

1.3 Парные альтернативные сайты сплайсинга 26 в геноме человека

1.4 Эволюция альтернативно сплайсируемых 30 областей

1.4.1 Метод молекулярной эволюции

1.4.2 Молекулярная эволюция эукариотических 36 геномов

1.4.3 Образование и дальнейшая эволюция 37 альтернативно сплайсируемых областей

2 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

2.1 Данные

2.1.1 Аннотация альтернативного сплайсинга

2.1.2 Поиск ортологичных генов и геномные 42 выравнивания

2.2 Алгоритмы

2.2.1 Оценка количества нуклеотидных замен. 42 Метод Ины

2.2.2 Асимметрия мутаций нуклеотидов

2.2.3 Точность оценки эволюционных 46 параметров

2.2.4 Веса сайтов 47 2.3 Программное обеспечение

2.3.1 BLAT и Pro-Gen: идентификация 47 ортологичных сайтов сплайсинга

2.3.2 IsoformCounter: предсказание 48 функциональности сплайсированных мРНК

2.3.3 WebLogo: построение лого-диаграмм

2.3.4 R: статистика

2.3.5 Авторское программное обеспечение

3 ПЕРЕКРЫВАЮЩИЕСЯ ДОНОРНЫЕ САЙТЫ СПЛАЙСИНГА 49 В ГЕНОМЕ ЧЕЛОВЕКА

3.1 Определения

3.2 Результаты

3.3 Обсуждение

4 НУКЛЕОТИДНЫЕ ЗАМЕНЫ В АЛЬТЕРНАТИВНЫХ И 61 ПОСТОЯННЫХ БЕЛОК-КОДИРУЮЩИХ УЧАСТКАХ ГЕНОВ

4.1 Определения

4.2 Результаты

4.3 Обсуждение 73 ВЫВОДЫ 77 БЛАГОДАРНОСТИ 79 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Особенности эволюции различных функциональных областей альтернативно сплайсируемых генов эукариот»

Под воздействием химических или физических факторов ДНК клетки может претерпеть изменения, она эволюционирует. Эти изменения, мутации, могут существенно повлиять на фенотип всего организма, но они редко фиксируются, обычно мутировавшие клетки погибают и не влияют на организм в целом. Наибольшее значение имеют мутации, происходящие в первой зародышевой клетке или половых клетках, образовавших её, так как они влияют на все клетки нового организма. Если рассматривается организм в целом, остальными мутациями пренебрегают, и говорят о геноме организма, а не о геноме отдельной клетки. Также часто пренебрегают отличиями геномов организмов одного вида и говорят о геноме вида, например, о геноме человека.

Основная задача геномики — полное описание генотипов всех живых организмов, их эволюции и отображения во множество фенотипов. Для эукариотических организмов эта задача особенно сложна и интересна, так как гены эукариот содержат интроны, вырезаемые из матричной РНК (мРНК) во время сплайсинга, и одинаковые мРНК могут быть при разных условиях сплайсированы по-разному. Более 50% генов человека [1] и минимум 20% генов плодовой мушки (flybase.org) альтернативно сплайсируются. Эволюция сайтов сплайсинга и альтернативно сплайсируемых участков генома и составляет предмет данной работы.

Различные участки хромосом несут неодинаковую функциональную нагрузку. Гены транскрибируются: специальные ферменты, РНК-полимеразы, создают РНК-копии генов, которые могут впоследствии функционировать в клетке как самостоятельные функциональные единицы, а могут быть процессированы (т.е. модифицированы), а также впоследствии транслированы, т.е. послужить шаблоном для белка. Также хромосомы содержат межгенные участки, у человека они составляют 90% всего генома. Отдельные участки как генов, так и межгенных областей участвуют в регуляции: они могут иметь специфическую последовательность, узнаваемую регуляторными или структурными белками, могут быть ответственными за сворачивание ДНК в клетке и т. д. Поэтому мутации в различных функциональных областях генома могут иметь неодинаковые последствия для организма: могут никак не повлиять на его фенотип, могут быть вредными или даже летальными, а могут и улучшить его приспособленность.

Эволюция генома складывается из полногеномных дупликаций, хромосомных перестроек, делеций и вставок в хромосомы нуклеотидных последовательностей разного размера, а также точечных замен нуклеотидов. t

Границы делеций, вставок, перестроек, как правило, приходятся на некодирующие области (интроны и межгенные области). В эволюции кодирующих последовательностей одну из ведущих ролей играют точечные нуклеотидные замены.

Генетический код вырожден, некоторые аминокислоты могут кодироваться различными тройками нуклеотидов. Поэтому часть нуклеотидных замен в кодирующей области гена не приводит к замене аминокислоты в белке. Например, триплеты AGT и AGC, отличающиеся одним нуклеотидом, оба кодируют серин. Такие нуклеотидные замены называют синонимичными. Нуклеотидные замены в кодирующей области, приводящие к замене аминокислоты, называют несинонимичными. Точечная нуклеотидная замена может повлиять на вторичную структуру транскрибированной РНК и на регуляторные сайты, например, сайт сплайсинга или энхансер. Дополнительное давление отбора на синонимичную позицию может также возникнуть из-за предпочтения организмом тех или иных кодонов вырожденного семейства вследствие различий в эффективности трансляции синонимичных кодонов или смещённого GC-состава локуса, содержащего исследуемый ген. Таким образом, вообще говоря, даже синонимичная замена может не быть нейтральной.

В данной работе изучено поведение точечных замен в альтернативно сплайсируемых кодирующих областях генов млекопитающих, на материале полных геномов человека и мыши, и насекомых, на примере полных геномов двух видов плодовой мушки. Показано, что в альтернативных кодирующих участках генома нуклеотидные замены фиксируются чаще, чем в постоянных, и давление отбора ослаблено как на уровне мРНК, так и на уровне белка. Отдельно исследовано поведение нуклеотидных замен в концевых и внутренних участках гена. Показано, что внутренние альтернативные участки генов дрозофилы находятся под положительным отбором, а в альтернативных участках генов человека, соответствующих С-концу белка, отрицательный отбор слабее и/или положительный отбор сильнее, чем в других альтернативных участках.

Недавно были исследованы перекрывающиеся донорные сайты со сдвигом сайта на три нуклеотида и консенсусом GYNGYN ([2], см. таюке обзор литературы). При выборе альтернативы в таком сайте не происходит сдвига рамки считывания, однако мотив GYNGYN далёк от консенсуса, а левый сайт оказывается нарушенным. Поэтому в данной работе рассмотрены перекрывающиеся донорные сайты и других типов. Пары сайтов со сдвигом на четыре нуклеотида (GYNNGY) наиболее близки к консенсусу, но сдвигают рамку считывания. Хотя этот мотив оказался наиболее распространённым [3, 4], ранее он не рассматривался подробно.

В данной работе рассматриваются перекрывающиеся альтернативные донорные сайты сплайсинга, находящиеся на расстоянии от 3 до 6 нуклеотидов, и потенциальные сайты сплайсинга (т. е. динуклеотиды GY), находящиеся на таком же расстоянии от активного сайта сплайсинга. Показано, что пары со сдвигом сайта на 4 нуклеотида встречаются гораздо чаще прочих, несмотря на то, что они сдвигают рамку считывания.

При рассмотрении сохранности потенциальных и активных сайтов сплайсинга в геномах мыши и собаки показано, что потенциальные донорные сайты сплайсинга в интронах сохраняются реже, чем потенциальные донорные сайты сплайсинга в экзонах, исключая потенциальные GT сайты, находящиеся в интроне на расстоянии 4 нуклеотида от активного сайта, т. е. соответствующие консенсусу этого донорного сайта сплайсинга. Основные (т. е., чаще используемые) сайты сплайсинга сохраняются чаще минорных (т. е., реже используемых). Пары сайтов, оставляющие рамку считывания неизменной, сохраняются чаще, чем сдвигающие её.

Наконец, показано, что в 55% альтернативно сплайсируемых пар одна из изоформ транслируется, в то время как другая (как правило, минорная) — нет. Такие нетранслируемые изоформы, по-видимому, являются мишенью нонсенс-мотивированной деградации (НМД, nonsense-mediated decay, NMD) и могут играть существенную роль в регуляции экспрессии генов.

Таким образом, различные методы сравнительной геномики подтверждают, что экспрессия альтернативно сплайсируемых участков генов является объектом тонкой регуляции, а их нуклеотидные последовательности подвержены направленному отбору.

Задачи, рассмотренные, в данной работе, существенны в контексте глобальной проблемы определения экспрессии гена (в том числе, экзон-интронной структуры, альтернативного сплайсинга, взаимодействий с регуляторными молекулярными комплексами) по его нуклеотидной последовательности.

1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Разнообразны как представители одного вида, так и клетки в составе одного и того же организма. Более того, это разнообразие с течением времени изменяется: клетка рождается, реагирует на внешние условия и умирает, организм растёт и развивается, вид эволюционирует. Альтернативный сплайсинг активно участвует в создании разнообразия эукариотических живых организмов как в пространстве, так и во времени.

Альтернативный сплайсинг позволяет получать из одного гена несколько функциональных продуктов. Они могут присутствовать одновременно в одной клетке или быть тканеспецифичными (пространственное разделение), могут участвовать в разных этапах развития клетки или организма в целом (временное разделение). Также альтернативные участки генов служат „экспериментальным полем" эволюции. Эволюция на уровне фенотипа предопределяется изменениями в последовательности ДНК организма.

Под молекулярной эволюцией далее мы будем подразумевать эволюцию последовательности ДНК. Более всего нас будут интересовать точечные мутации в последовательностях генов. Точечные мутации и альтернативный сплайсинг тесно взаимодействуют: точечные мутации могут разрушить сайт сплайсинга или создать новый, могут повлиять на регуляцию альтернативного сплайсинга, например, сделать постоянный сайт сплайсинга альтернативным или наоборот, а вовлечённость того или иного участка гена в альтернативный сплайсинг может повлиять на свободу его эволюции.

Заключение диссертации по теме «Биоинформатика», Ермакова, Екатерина Олеговна

выводы

1. Показано, что альтернативно сплайсируемые пары донорных сайтов в геноме человека участвуют в контроле экспрессии генов на пост-транскрипционном уровне: наиболее распространены пары со сдвигом на 4 нуклеотида, смещающим рамку считывания, и в 61% случаев один из сайтов пары порождает транслируемую изоформу в то время как вторая изоформа может стать мишенью нонсенс-мотивированной деградации мРНК.

2. Установлено, что в большинстве альтернативно сплайсируемых пар перекрывающихся донорных сайтов уровни экспрессии изоформ резко отличаются, и области значений весов сайтов и консенсусов последовательностей для левых (правых) однозначных пар и для двузначных пар с левым (правым) основным сайтом пересекаются. Таким образом, для выбора сайта в паре с достаточно близким к консенсусу ядром необходима дополнительная регуляция.

3. Разработана техника метавыравниваний, которая позволяет учитывать при анализе скоростей нуклеотидных замен даже небольшие альтернативные участки.

4. Уровень несинонимичных нуклеотидных замен в альтернативных областях генов выше, чем в постоянных.

5. Показано, что в альтернативных участках белков усилено действие положительного отбора, и/или ослаблено действие отрицательного отбора ослаблено. Это может быть связано с относительной молодостью альтернативных участков.

6. Показаны таксоноспецифичные особенности эволюции альтернативных участков генов. У млекопитающих плотность как синонимичных, так и несинонимичных замен на альтернативных участках увеличивается в направлении от 5' к 3' концу и наблюдается резкий скачок на С-концевых альтернативных участках. У дрозофил суммарная плотность замен на альтернативных участках генов примерно постоянна, но доля синонимичных и несинонимичных среди них различна. Плотность синонимичных замен в синонимичных позициях выше всего на N-концевых альтернативных участках, а плотность несинонимичных замен в несинонимичных позициях — на внутренних альтернативных участках.

7. Показано, что внутренние альтернативные участки генов дрозофил находятся под положительным отбором: плотность несинонимичных замен в несинонимичных позициях превышает плотность синонимичных замен в синонимичных позициях почти в полтора раза.

8. Сделан общий вывод о том, что альтернативно сплайсируемые участки генов служат „экспериментальной площадкой" молекулярной эволюции.

БЛАГОДАРНОСТИ

Я глубоко благодарна Михаилу Сергеевичу Гельфанду, за чуткое научное руководство, постоянное внимание к моей работе и поддержку, а также моим коллегам Рамилю Нуртдинову, Дмитрию Малько, Дмитрию Виноградову, Валентине Боевой, Ольге Калининой, Антону Митягину, сотрудникам УНЦ „Биоинформатика" ИППИ РАН и участникам рабочего семинара по альтернативному сплайсингу.

Список литературы диссертационного исследования кандидат биологических наук Ермакова, Екатерина Олеговна, 2008 год

1. Nurtdinov R.N., Artamonova I.I., Mironov A.A., Gelfand M.S. Low conservation of alternative splicing patterns in the human and mouse genomes //Hum Mol Genet 2003. V. 12. P.1313-1320.

2. Hiller M., Huse K., Szafranski K., Rosenstiel P., Schreiber S., Backofen R., Platzer M. Phylogenetically widespread alternative splicing at unusual GYNGYN donors I I Genome Biol. 2006. V. 7. R65.

3. Akerman M., Mandel-Gutfreund Y. Alternative splicing regulation at tandem 3' splice sites // Nucleic Acids Res. 2006. V. 34. P.23-31.

4. Jurica M.S., Moore M.J. Pre-mRNA splicing: awash in a sea of proteins // Mol Cell. 2003. V. 12. №1. P.5-14.

5. Schwartz S.H., Silva J., Burstein D., Pnpko Т., Eyras E., Ast G. Large-scale comparative analysis of splicing signals and their corresponding splicing factors in eukaryotes // Genome Res. 2008. V. 18. №1. P.88-103.

6. Lim L.P., Burge C.B. A computational analysis of sequence features involved in recognition of short introns I I Proc Natl Acad Sci USA. 2001. V. 98. №20. P.l 1193-11198.i

7. Wang Z, Xiao X., Van Nostrand E., Burge C.B. General and specific functions of exonic splicing silencers in splicing control // Mol Cell. 2006. V. 23. №1. P.61-70.

8. Gattoni R., Keohavong P., Stevenin J. Splicing of the E2A premessenger RNA of adenovirus serotype 2. Multiple pathways in spite of excision of the entire large intron //JMol Biol. 1986. V. 187. №3. P.379-397.

9. Yl.Carmo-Fonseca M., Carvalho C. Nuclear Organization and splicing control // in Alternative splicing in the postgenomic era. ed. Blencowe В J., Graveley B.R. Landes Bioscience. 2007.

10. Komblihtt A.R., de la Mata M., Fededa J.P., Munoz M.J., Nogues G. Multiple links between transcription and splicing // RNA. 2004. V. 10. P.1489-1498.

11. Berget S.M., Moore C., Sharp P.A. Spliced segments at the 5' terminus of adenovirus 2 late mRNA // Proc Natl Acad Sci USA. 1977. V. 74. P.3171-3175.

12. Chow L.T., Gelinas R.E., Broker T.R., Roberts R.J. An amazing sequence arrangement at the 5' ends of adenovirus 2 messenger RNA // Cell. 1977. V. 12. P.l-8

13. R.DeNoto F.M., Moore D.D., Goodman H.M. Human growth hormone DNA sequence and mRNA structure: possible alternative splicing // Nucleic Acids Res. 1981. V. 9. P.3719-3730.

14. Нуртдинов Р.Н., Неверов А.Д., Малъко Д.Б., Космодемьянский И.А., Ермакова Е.О., Рамепский В.Е., Миронов А.А., Гелъфанд М.С. EDAS — база данных альтернативно сплайсированных генов человека // Биофизика. 2006. Т. 51. №4. С.589-592.

15. Wang B.B., Brendel V. Genomewide comparative analysis of alternative splicing in plants // Proc Natl Acad Sci USA. 2006. V. 103. №18. P.7175-7180

16. Sikder S.K., Kabat E.A., Morrison S.L. Alternative splicing patterns in an aberrantly rearranged immunoglobulin kappa-light-chain gene // Proc Natl Acad Sci USA. 1985. V. 82. №12. P.4045-4049.

17. Behlke M.A., Loh D.Y. Alternative splicing of murine T-cell receptor beta-chain transcripts // Nature. 1986. V. 322. №6077. P.379-382.

18. Naor D., Sionov R.V., Ish-Shalom D. CD44: structure, function, and association with the malignant process // Adv Cancer Res. 1997. V. 71. P .241-319.

19. Schiaffino S., Reggiani C. Molecular diversity of myofibrillar proteins: gene regulation and functional significance // Physiol Rev. 1996. V. 76. №2. P.371-423.

20. Saccone G., Pane A., Polito L.C. Sex determination in flies, fruitflies and butterflies // Genetica. 2002. V. 116. №1. P.15-23.

21. Mironov A.A., Fickett J. W., Gelfand M.S. Frequent alternative splicing of human genes // Genome Res. 1999. V. 9. P.l288-1293.

22. Brett D., Hanke J., Lehmann G., Haase S., Delbriick S., Krueger S., Reich J., BorkP. EST comparison indicates 38% of human mRNAs contain possible alternative splice forms // FEBS Lett. 2000. V. 474. №1. P.83-86.

23. Kan Z., Rouchka E.C., Gish W.R., States D.J. Gene structure prediction and alternative splicing analysis using genomically aligned ESTs // Genome Res. 2001. V. 11. №5. P.889-900.

24. Brett D., Pospisil H., Valcarcel J., Reich J., Bork P. Alternative splicing and genome complexity // Nat Genet. 2002. V. 30. №1. P.29-30.

25. Gelfand M.S. Computational analysis of alternative splicing // in Handbook of computational molecular biology. Ed. Alluru S. New York. Chapman & Hall/CRC. 2005. Chapman & Hall/CRC Computer & Information Science Series. V. 9.

26. Artamonova 1.1., Gelfand M.S. Comparative Genomics and Evolution of Alternative Splicing: The Pessimists'Science // Chem Rev. 2007. V. 107. P.3407-3430.

27. AQ.Kim H., Klein R., Majewski J., Ott J. Estimating rates of alternative splicing in mammals and invertebrates // Nat Genet. 2004. V. 36. №9. P.915-916.41 .Harrington E.D.; Boue S.; Valcarcel J.; Reich J.G.; BorkP. II Nat. Genet. 2004. V. 36. 916.

28. Davis C.A., Grate L., Spingola M., Ares M. Jr. Test of intron predictions reveals novel splice sites, alternatively spliced mRNAs and new introns in meiotically regulated genes of yeast // Nucleic Acids Res. 2000. V. 28. №8. P.1700-1706.

29. Graveley B.R. Alternative splicing: increasing diversity in the proteomic world // Trends Genet. 2001. V. 17. №2. P.100-107.

30. Kan Z., States D., Gish W. Selecting for functional alternative splices in ESTs // Genome Res. 2002. V. 12. №12. P. 1837-1845.

31. Rinn J.L., Euskirchen G., Bertone P., Martone R., Luscombe N.M., Hartman S., Harrison P.M., Nelson F.K., Miller P., Gerstein M., Weissman S., Snyder M. The transcriptional activity of human Chromosome 22 // Genes Dev. 2003. V. 17. №4. P.529-540.

32. Carninci P. Tagging mammalian transcription complexity // Trends Genet. 2006. V. 22. №9. P.501-510.51 .Modrek В., Lee C. A genomic view of alternative splicing // Nat Genet. 2002. V. 30.№1.P.13-19.

33. Zhang Т., Haws P., Wu Q. Multiple variable first exons: a mechanism for cell- and tissue-specific gene regulation // Genome Res. 2004. V. 14. №1. P.79-89.

34. Auboeuf D., Batsche E., Dutertre M, Muchardt C., O'Malley B.W. Coregulators: transducing signal from transcription to alternative splicing // Trends Endocrinol Metab. 2007. V. 18. №3. P. 122-129.

35. Komblihtt A.R. Promoter usage and alternative splicing // Curr Opin Cell Biol. 2005. V. 17. №3. P.262-268.

36. Akiva P., ToporikA., Edelheit S., Peretz Y., DiberA., Shemesh R., NovikA., Sorek R. Transcription-mediated gene fusion in the human genome // Genome Res. 2006. V. 16. №1. P.30-36.

37. Parra G., Reymond A., Dabbouseh N., Dermitzakis E.T., Castelo R., Thomson T.M., Antonarakis S.E., Guigo R. Tandem chimerism as a means to increase protein complexity in the human genome // Genome Res. 2006. V. 16. №1. P.37-44.

38. Sampson N.D., Hewitt J.E. SF4 and SFRS14, two related putative splicing factors on human chromosome 19p 13.11 // Gene. 2003. V. 305. №1. P.91-100.

39. Modrek В., Resch A., Grasso C., Lee C. Genome-wide detection of alternative splicing in expressed sequences of human genes //Nucleic Acids Res. 2001. V. 29. №13. P.2850-2859.

40. Sl.Letunic I., Copley R.R., Bork P. Common exon duplication in animals and its role in alternative splicing // Hum Mol Genet. 2002. V. 11. №13. P.1561-1567.

41. Graveley B.R. Mutually exclusive splicing of the insect Dscam pre-mRNA directed by competing intronic RNA secondary structures // Cell. 2005. V. 123. №1. P.65-73.

42. Caceres J.F., Stamm S., Helfman D.M., Krainer A.R. Regulation of alternative splicing in vivo by overexpression of antagonistic splicing factors // Science. 1994. V. 265. №5179. P. 1706-1709.

43. SS.Soares L.M., Zanier K., Mackereth C., Sattler M., Valcarcel J. Intron removal requires proofreading of U2AF/3' splice site recognition by DEK // Science. 2006. V. 312. №5782. P.1961-1965.

44. SS.Lynch K. W. Regulation of alternative splicing by signal transduction pathways // In Alternative splicing in the postgenomic era. ed. Blencowe В .J., Graveley B.R. Landes Bioscience. Austin. 2007.

45. Matter N., Herrlich P., Konig H. Signal-dependent regulation of splicing via phosphorylation of Sam68 //Nature. 2002. V. 420. №6916. P.691-695.

46. Brett D., Kemmner W., Koch G., Roefzaad C., Gross S., Schlag P.M. A rapid bioinformatic method identifies novel genes with direct clinical relevance to colon cancer// Oncogene. 2001. V. 20. №33. P.4581-4585.

47. Hui L., Zhang X, Wu X., Lin Z., Wang Q„ Li Y„ Ни G. Identification of alternatively spliced mRNA variants related to cancers by genome-wide ESTs alignment // Oncogene. 2004. V. 23. №17. P.3013-3023.

48. Xie H., Zhu W.Y., Wassevman A., Grebinskiy V., Olson A., Mintz L. Computational analysis of alternative splicing using EST tissue information // Genomics. 2002. V. 80. №3. P.326-330.

49. Koslowski M., Tureci O., Bell C., Krause P., Lehr H.A., BrunnerJ., Seitz G., Nestle F.O., Huber C., Sahin U. Multiple splice variants of lactate dehydrogenase С selectively expressed in human cancer // Cancer Res. 2002. V. 62. №22. P.6750-6755.

50. Venables J.P. Aberrant and alternative splicing in cancer // Cancer Res. 2004. V. 64. №21. P.7647-7654.

51. Graham R.R et al. A common haplotype of interferon regulatory factor 5 (IRF5) regulates splicing and expression and is associated with increased risk of systemic lupus erythematosus // Nat Genet. 2006. V. 38. №5. P.550-555.

52. Xing Y., Lee C. Evidence of functional selection pressure for alternative splicing events that accelerate evolution of protein subsequences // Proc Nat Acad Sci USA. 2005. V. 102. P.13526-13531.

53. SorekR., Shamir R., Ast G. How prevalent is functional alternative splicing in the human genome? // Trends Genet. 2004. V. 20. №2. P.68-71.

54. Rouayrenc J.F., Boise L.H,. Thompson C.B., Privat A., Patey G. Presence of the long and the short forms of Bcl-X in several human and murine tissues // С R Acad Sci III. 1995. V. 318. №5. P.537-540.

55. Lewis B.P., Green R.E., Brenner S.E. Evidence for the widespread coupling of alternative splicing and nonsense-mediated mRNA decay in humans // Proc Natl Acad Sci USA. 2003. V. 100. №1. P. 189-192.

56. Wl.Veldhoen К, Metcalfe S., Milner J. A novel exon within the mdm2 gene modulates translation initiation in vitro and disrupts the p53-binding domain of mdm2 protein // Oncogene. 1999. V. 18. P.7026-7033.

57. Zhang J., Maquat L.E. Evidence that translation reinitiation abrogates nonsense-mediated mRNA decay in mammalian cells // EMBO J. 1997. V. 16. P.826-833.

58. Chester A., Somasekaram A., Tzimina M., Jarmuz A., Gisbourne J., O'Keefe R., Scott J., Navaratnam N. The apolipoprotein В mRNA editing complex performs a multifunctional cycle and suppresses nonsense-mediated decay // EMBO J. 2003. V. 22. P.3971-3982.

59. Jones R.B., Wang F., Luo Y, Yu C. Jin C., Suzuki Т., Kan Mt. McKeehan W.L. The nonsense-mediated decay pathway and mutually exclusive expression of alternatively spliced FGFR2IIIb and -IIIc mRNAs // J Biol Chem. 2001. V. 276. №6. P.4158-4167.

60. YlX.Homma K, Kikuno R.F., Nagase Т., Oh or a O., Nishikawa K. Alternative splice variants encoding unstable protein domains exist in the human brain // JMol Biol. 2004. V. 343. №5. P. 1207-1220.

61. Kriventseva E. V., Koch I., Apweiler R., Vingron M., BorkP., Gelfand M.S., Sunyaev S. Increase of functional diversity by alternative splicing // Trends Genet. 2003. V. 19. P. 124-128.

62. YH.Taneri В., Snyder В., Novoradovsky A., Gaasterland T. Alternative splicing of mouse transcription factors affects their DNA-binding domain architecture and is tissue specific // Genome Biol. 2004. V. 5. №10. R75.

63. WangP., Yan В., Guo J.Т., Hicks C., Xu Y. Structural genomics analysis of alternative splicing and application to isoform structure modeling // Proc Natl Acad SciU S A. 2005. V. 102. №52. P. 18920-18925.

64. Loraine A.E., Helt G.A., Cline M.S., Siani-Rose M.A. Exploring alternative transcript structure in the human genome using blocks and InterPro // J Bioinform Comput Biol. 2003. V. 1. №2. P.2S9-306.

65. Neverov A.D., Artamonova 7.7., Nurtdinov R.N., Frishman D., Gelfand M.S., Mironov A.A. Alternative splicing and protein function // BMC Bioinformatics. 2005. V. 6. 266.

66. Hiller M., Huse K., Szafranski K., John N. Натре J., Schreiber S., Backofen R., Platzer M. Widespread occurrence of alternative splicing at NAGNAG acceptors contributes to proteome plasticity // Nat Genet. 2004. V. 36. P.1255-1257.

67. Ъ1 Miller M., Huse K., Szafranski K, Jahn N., Натре J., Schreiber S., Backofen R., Platzer M. Single-nucleotide polymorphisms in NAGNAG acceptors are highly predictive for variations of alternative splicing // Am J Hum Genet. 2006. V. 78. P.291-302.

68. Li L., Howe G.A. Alternative splicing of prosystemin pre-mRNA produces two isoforms that are active as signals in the wound response pathway // Plant Mol Biol. 2001. V. 46. P.409-419.

69. Modrek В., Lee C.J. Alternative splicing in the human, mouse and rat genomes is associated with an increased frequency of exon creation and/or loss // Nat Genet. 2003. V. 34. P. 177-180.

70. Lynch M., Conery J.S. The evolutionary fate and consequences of duplicate genes // Science. 2000. V. 290. №5494. P.l 151-1155.

71. Kopelman N.M., Lancet D., Yanai L Alternative splicing and gene duplication are inversely correlated evolutionary mechanisms // Nat Genet. 2005. V. 37. №6 P.588-589.

72. Su Z., Wang J., Yu J., Huang X., Gu X. Evolution of alternative splicing after gene duplication // Genome Res. 2006. V. 16. №2. P.l82-189.

73. Mazumder B, Seshadri V, Fox PL. Translational control by the 3'-UTR: the ends specify the means. Trends Biochem Sci. 2003, 28:91-98.

74. Sunyaev S., Ramensky V., Koch I., Lathe W. 3rd, Kondrashov A.S., BorkP. Prediction of deleterious human alleles // Hum Mol Genet. 2001. V. 10. №6. P.591-597.

75. Jukes Т.Н., Cantor C.R. Evolution of protein molecules // In Munro H.N., ed. Mammalian protein metabolism. Academic Press. New York. 1969. P.21-132.

76. Liang H., Landweber L.F. A genome-wide study of dual coding regions in human alternatively spliced genes // Genome Res. 2006. V. 16. №2. P.190-196.

77. Kafatos F.C., Efstratiadis A., Forget B.G., Weissman S.M. Molecular evolution of human and rabbit beta-globin mRNAs // Proc Natl Acad Sci USA. 1977. V. 74. №12. P.5618-5622.

78. Ikemura T. Codon usage and tRNA content in unicellular and multicellular organisms // Mol Biol Evol. 1985. V. 2. P.13-35.161 .Akashi H., Eyre-Walker A. Translational selection and molecular evolution // Curr Opin Genet Dev. 1998. V. 8. №6. P.688-693.

79. Mukhopadhyay P., BasakS., Ghosh T.C. Nature of selective constraints on synonymous codon usage of rice differs in GC-poor and GC-rich genes // Gene. 2007. V. 400. №1-2. P.71-81.

80. Voight B.F., Kudaravalli S., Wen X., Pritchard J.K. A map of recent positive selection in the human genome // PLoS Biol. 2006. V. 4. №3. e72.

81. Saitou N., Yamamoto F. Evolution of primate ABO blood genes and their homologous genes//Mol Biol Evol. 1997. V. 14. P.399-411.

82. Haldane J.B.S. Disease and evolution // Ricercha Sci. 1949. V. 19. Suppl. P.68-76.

83. Kondrashov F.A., Koonin E.V. Origin of alternative splicing by tandem exon duplication // Hum Mol Genet. 2001. V. 10. №23. P.2661-2669.

84. Artamonova I.I., Gelfand M.S. Evolution of the exon-intron structure and alternative splicing of the MAGE-A family of cancer/testis antigens // J Mol Evol. 2004. V. 59. №5. P.620-631.

85. Lev-Maor G., Sorek R., Shomron N., Ast G. The birth of an alternatively spliced exon: 3' splice-site selection in Alu exons // Science. 2003. V. 300. №5623. P.1288-1291.

86. Alekseyenko A. V., Kim N., Lee C.J. Global analysis of exon creation versus loss and the role of alternative splicing in 17 vertebrate genomes // RNA. 2007. V. 13. №5. P.661-670.

87. Sorek R., Shemesh R., Cohen Y., Basechess O., Ast G., Shamir R. A non-EST-based method for exon-skipping prediction // Genome Res. 2004. V. 14. P.1617-1623.

88. Clark F., Thanaraj T.A. Categorization and characterization of transcript-confirmed constitutively and alternatively spliced introns and exons from human // Hum Mol Genet. 2002. V. 11. №4. P.451-464.

89. Burset M., Seledtsov I.A., Solovyev V.V. Analysis of canonical and non-canonical splice sites in mammalian genomes // Nucleic Acids Res. 2000. V. 28. P.4364-4375.

90. S7.Filip L.C., Mundy NJ. Rapid evolution by positive Darwinian selection in the extracellular domain of the abundant lymphocyte protein CD45 in primates //Mol Biol Evol. 2004. V. 21. P.l504-1511.

91. Hurst L.D., Pal С. Evidence for purifying selection acting on silent sites in BRCA1 // Trends Genet 2001. V. 17. №2. P.62-65.

92. Orban T.I., Olah E. Purifying selection on silent sites — a constraint from splicing regulation? // Trends Genet. 2001. V. 17. P.252-253.

93. Ina Y. New methods for estimating the numbers of synonymous and nonsynonymous substitutions // J. Mol Evol. 1995. V. 40. P. 190-226.

94. Kimura M. A simple method for estimating evolutionary rates of base substitutions through comparative studies of nucleotide sequences // J Mol Evol. 1980. V. 16. P.l 11-120.

95. Gelfand M.S., Koonin E.V., Mironov A.A. Prediction of transcription regulatory sites in Archaea by a comparative genomic approach // Nucleic Acids Res. 2000. V. 28. P.695-705.

96. Kent W.J. BLAT — the BLAST-like alignment tool // Genome Res. 2002. V. 12. №4. P.656-664.

97. Novichkov P.S., Gelfand M.S., Mironov A.A. Gene recognition in eukaryotic DNA by comparison of genomic sequences // Bioinformatics. 2001. V. 17. №11. P.1011-1018.

98. Schneider T.D., Stephens R.M. Sequence logos: A new way to display consensus sequences //Nucleic Acids Res. 1990. V. 18. P.6097-6100.

99. Crooks G.E., Hon G., Chandonia J.M., Brenner S.E. WebLogo: A sequence logo generator // Genome Research. 2004. V. 14. P.l 188-1190.

100. Gel/and M.S. Statistical analysis of mammalian pre-mRNA splicing sites // Nucleic Acids Res. 1989. V. 17. №15. P.6369-6382.

101. Lareau L.F., Green R.E., Bhatnagar R.S., Brenner S.E. The evolving roles of alternative splicing // Curr Opin Struct Biol. 2004. V. 14. №3. P.273-282.

102. Lareau L.F., Brooks A.N., Soergel D.A.W., Meng Q., Brenner S.E. The coupling of alternative splicing and nonsense-mediated mRNA decay // in Alternative splicing in the postgenomic era. ed. Blencowe B.J., Graveley B.R. Landes Bioscience. Austin. 2007.

103. Duret L., Mouchiroud D. Determinants of substitution rates in mammalian genes: expression pattern affects selection intensity but not mutation rate // Mol Biol Evol. 2000. V. 17. P.68-74.

104. WJCing Y., Lee C.J. Protein modularity of alternatively spliced exons is associated with tissue-specific regulation of alternative splicing // PLoS Genet. 2005. V. I.e34.

105. Parmley J.L., Chamary J.V., Hurst L.D. Evidence for purifying selection against synonymous mutations in mammalian exonic splicing enhancers // Mol Biol Evol. 2006. V. 23. №2. P.301-309.

106. Yang Z. PAML: a program package for phylogenetics analysis by maximum likelyhood // Comput Appl Biosci. 1997. V. 13. P.555-556.

107. Cusack B.P., Wolfe K.H. Changes in alternative splicing of human and mouse genes are accompanied by faster evolution of constitutive exons // Mol Biol Evol. 2005. V. 22. P.2198-2208.