Identification and functional analysis of an alternative promoter of human intersectin 1 gene

Abstract

Intersectin 1 (ITSN1) gene encodes an evolutionarily conserved adaptor protein that functions in clathrin-mediated endocytosis, cell signalling, apoptosis and cytoskeleton rearrangements. Its expression is characterized by multiple alternative splicing. Alternative promoter usage is an additional way to create diversity and flexibility in the regulation of gene expression. The aim of this study was to identify possible alternative promoters of ITSN1 gene. Methods. In silico prediction, 5' RACE, RT-PCR and reporter gene expression assay were used for identification and functional characterization of alternative promoter region. Results. We detected an alternative promoter of human ITSN1 gene which is located in intron 5 and generates 5' truncated transcripts containing in-frame ATG codon with strong Kozak sequence and could encode an N-terminally truncated isoforms lacking first EH domain. The region located 246–190 bp upstream of exon 6 is required for alternative promoter activity. ITSN1 transcripts generated from an alternative promoter were detected in human kidney, liver, lung and brain tissues. However, the level of their expression was significantly lower than that of major ITSN1 isoforms. Conclusion. The results obtained suggest that alternative promoter region located in intron 5 of ITSN1 gene functions as a weak promoter. Further experiments are required to clarify the role of 5' truncated ITSN1 transcripts.

Ген інтерсектину 1 (ITSN1) кодує еволюційно консервативний адаптерний білок, причетний до клатрин-опосередкованого ендоцитозу, внутрішньоклітинної передачі сигналу, апоптозу та реорганізації цитоскелету. Його експресія пов‘язана з багатьмя подіями альтернативного сплайсингу. Додатковим способом досягнення різноманіття і тонкої регуляції експресії генів є пошук альтернативних промоторів. Мета роботи полягала у виявленні можливих альтернативних промоторів гена ITSN1. Методи. Застосоваано комп’ютерне передбачення, 5' RACE, RT-РCR і тест, оснований на аналізі експресії репортерного гена. Результати. Виявлено альтернативний промотор гена ITSN1 людини, локалізований у 5-му інтроні, внаслідок використання якого утворюються транскрипти з відкритою рамкою зчитування та консенсусною послідовністю Козак, здатні кодувати ITSN1-ізоформи без першого EH-домену. Визначено, що ділянка, розташована за 246–190 п. н. до початку 6-го екзона, необхідна для функціонування альтернативного промотору. Транскрипти ITSN1, що утворюються в результаті використання альтернативного промотору, знайдено в тканинах нирок, печінки, легень і мозку людини, проте рівень їхньої експресії значно нижчий порівняно з основними ізоформами ITSN1. Висновки. Отримані дані свідчать про те, що альтернативний промотор, локалізований у 5-му інтроні гена ITSN1 людини, функціонує як слабкий промотор. Подальші дослідження необхідні для з’ясування функції транскриптів ITSN1 з альтернативним 5'-кінцем.

Ген интерсектина 1 (ITSN1) кодирует эволюционно консервативный адаптерный белок, участвующий в клатрин-опосредованном эндоцитозе, внутриклеточной передаче сигнала, апоптозе и реорганизации цитоскелета. Его экспрессия характеризуется многочисленными событиями альтернативного сплайсинга. Дополнительным способом достижения разнообразия и тонкой регуляции экспрессии генов является использование альтернативных промоторов. Цель данной работы состояла в обнаружении возможных альтернативных промоторов гена ITSN1. Методы. Применены компьютерное предсказание, 5' RACE, RT-PCR и тест, основанный на анализе экспрессии репортерного гена. Результаты. Нами выявлен альтернативный промотор гена ITSN1 человека, локализованный в 5-м интроне, в результате использования которого образуются транскрипты с открытой рамкой считывания и консенсусной последовательностью Козак, способные кодировать изоформы ITSN1 без первого ЕН-домена. Показано, что участок, находящийся за 246–190 п. н. до начала 6-го экзона, необходим для функционирования альтернативного промотора. Транскрипты ITSN1, полученные с альтернативного промотора, обнаружены в тканях почек, печени, легких и мозга человека, но уровень их экспрессии значительно ниже по сравнению с основными изоформами ITSN1. Выводы. Полученные результаты свидетельствуют о том, что альтернативный промотор, локализованный в 5-м интроне гена ITSN1, функционирует как слабый промотор. Дальнейшие исследования необходимы для выяснения функции транскриптов ITSN1 с альтернативным 5'-концом.