Mutations des sites d'épissage

Les mutations des sites d'épissage perturbent les signaux qui dirigent l'élimination des introns et la jonction des exons lors du traitement de l'ARN prémessager. En altérant un site donneur ou accepteur d'épissage, ou en créant ou activant un site cryptique, elles peuvent provoquer le saut d'exon, la rétention d'intron ou l'utilisation d'une frontière aberrante, modifiant ainsi le transcrit mature et la protéine résultante, même si la séquence codante elle-même peut sembler intacte.

Definition

Une mutation de site d'épissage est une modification de séquence qui perturbe les signaux contrôlant l'épissage de l'ARNm précurseur — généralement les dinucléotides conservés aux frontières intron-exon (accepteur) ou exon-intron (donneur), ou les sites régulateurs et cryptiques à proximité — entraînant un épissage aberrant tel que le saut d'exon, la rétention d'intron ou l'utilisation d'une frontière alternative.

Scope

Ce sujet aborde les modifications de séquence qui affectent l'épissage de l'ARN : les variants au niveau des sites donneurs et accepteurs d'épissage conservés, les modifications des signaux d'épissage environnants et du point de branchement, et les variants qui créent ou activent des sites d'épissage cryptiques. Il traite des conséquences pour le transcrit mature et des défis liés à la prédiction et à la confirmation des effets d'épissage. Il s'agit d'une entrée de référence sur le mécanisme, et non d'un guide de prise en charge clinique.

Key concepts

• Sites donneur (5') et accepteur (3') d'épissage
• Dinucléotides canoniques GT-AG
• Point de branchement et tractus polypyrimidinique
• Saut d'exon
• Rétention d'intron
• Activation de site d'épissage cryptique
• Activateurs et répresseurs d'épissage
• Confirmation des effets d'épissage au niveau de l'ARN

Mechanisms

L'épissage élimine les introns et ligue les exons sous la direction du splicéosome, guidé par des signaux de séquence conservés : le site donneur 5' (commençant généralement par GT), le site accepteur 3' (se terminant généralement par AG), le point de branchement et le tractus polypyrimidinique, ainsi que des éléments auxiliaires activateurs et répresseurs. Un variant dans ces signaux peut abolir la reconnaissance d'un site, amenant le splicéosome à sauter un exon ou à retenir un intron, ou peut créer ou renforcer un site cryptique qui est utilisé à la place du site normal. Le transcrit résultant peut porter un cadre de lecture altéré et un codon stop prématuré, peut supprimer ou ajouter des résidus dans le cadre, ou peut être dégradé ; le résultat précis diffère souvent des prédictions naïves, de sorte que les effets d'épissage sont fréquemment confirmés au niveau de l'ARN (Scotti & Swanson, 2015 ; Sibley et al., 2016).

Clinical relevance

Les variants d'épissage sont une cause importante et parfois sous-estimée de maladies génétiques, y compris des modifications en dehors des dinucléotides canoniques et profondément à l'intérieur des introns, qui sont faciles à manquer avec une analyse axée sur le codage. Étant donné que la prédiction in silico de l'impact sur l'épissage est imparfaite, une évaluation fonctionnelle du transcrit est souvent utilisée pour en clarifier la signification. Ce sujet décrit comment de tels variants agissent et sont évalués et ne constitue pas une base pour des décisions diagnostiques ou thérapeutiques individuelles.

Evidence & guidelines

Le cadre ACMG/AMP (Richards et al., 2015) traite de la manière dont les effets d'épissage prédits et démontrés contribuent à la classification des variants, et la nomenclature HGVS (den Dunnen et al., 2016) fournit des conventions pour décrire les variants au niveau de l'ADN et, le cas échéant, de l'ARN.

Debates

Dans quelle mesure l'impact sur l'épissage peut-il être prédit de manière fiable à partir de la séquence ?

Les variants au niveau des dinucléotides d'épissage canoniques sont généralement perturbateurs, mais l'effet des modifications dans les signaux d'épissage plus larges, les régions introniques profondes et les sites cryptiques potentiels est plus difficile à prédire ; des études fonctionnelles de l'ARN sont souvent nécessaires pour confirmer si et comment l'épissage est altéré.

Seminal works

• scotti-2015
• sibley-2016

Frequently asked questions

Un variant peut-il affecter l'épissage sans modifier la séquence codante de la protéine ?

Oui. Les variants dans les introns, au niveau des signaux de site d'épissage ou dans les éléments régulateurs peuvent altérer la manière dont les exons sont joints et donc modifier le transcrit mature et la protéine, même lorsqu'ils se situent en dehors de la séquence codante ou semblent synonymes.

Pourquoi des tests ARN sont-ils parfois effectués pour les variants de site d'épissage ?

Parce que les outils computationnels prédisent imparfaitement l'impact sur l'épissage, l'examen du transcrit réel (par exemple par séquençage d'ARN ou par des essais de transcription inverse) peut confirmer si un exon est sauté, un intron retenu ou un site cryptique utilisé.