引言
In silico(计算机模拟)预测与in vitro(体外)实验的相互印证,是阐明新型剪接变异致病机制的黄金标准。在一项针对罕见线粒体疾病联合氧化磷酸化缺陷23型(COXPD23)的研究中,RDDC RNA剪接预测模型(RNA Splicer)AI工具通过其精准的预测能力,成功指导了后续的功能实验,其预测结果与迷你基因(minigene)实验的验证结果完全一致。这一"预测-实验"的结合,为该疾病的精准诊断提供了关键依据。
研究挑战:WES发现新型剪接位点VUS
本研究的挑战来自一名5个月大的男婴,他因惊厥入院,表现出严重的乳酸酸中毒和心肌损伤等线粒体代谢紊乱特征。全外显子测序(WES)在其GTPBP3基因中发现了两个复合杂合突变:一个是已知的错义突变c.689A>C (p.Q230P),另一个是位于外显子7与内含子6交界处的新型复杂变异c.809-1_809delinsA。这个delins变异破坏了经典的剪接位点,在公共数据库中未见报道,是一个典型的"意义未明变异"(VUS),其对mRNA剪接的具体影响是判断其致病性的关键。
RDDC精准预测:揭示多种异常剪接模式
为了在进行功能实验前评估c.809-1_809delinsA变异的潜在影响,研究团队使用了RDDC RNA剪接预测模型生信AI工具。该模型基于先进算法,能够精准预测变异(即使是delins这样的复杂变异)可能引发的剪接模式改变。针对该变异,RDDC预测其可诱导多种异常剪接模式,包括生成新的剪接受体位点、外显子跳跃或内含子保留。这些预测都明确指向一个共同的后果:读码框移位和提前终止密码子(PTC)的产生,最终导致GTPBP3基因功能丧失。
实验验证:证实RDDC预测的准确性
研究团队随之通过体外迷你基因实验对RDDC的预测进行了验证。实验结果有力地证实了RDDC的预测:携带c.809-1_809delinsA突变的载体确实引发了异常剪接,产生了两种异常转录本:一种是外显子7左侧缺失8 bp(由新受体位点导致),另一种是外显子7完全跳跃。这两种情况均会导致蛋白截短并可能被NMD通路降解,最终导致GTPBP3功能丧失。In silico预测与in vitro实验结果完全一致,成功阐明了该新型变异的致病机制。
案例启示
本案例有力地证明,RDDC RNA Splicer是科研工作者在面对非经典剪接位点VUS(包括delins等复杂变异)时的强大工具。它能够提供精准、具体的分子机制预测(如外显子跳跃、新受体位点激活等),有效指导后续的功能验证实验,极大地提高了诊断效率。这种"RDDC预测 + 功能实验"的技术路径为COXPD23等罕见线粒体疾病的精准诊断和机制研究提供了宝贵的范例。
内容来源与免责声明
本文是对以下科学研究的编译和解读,旨在展示 RDDC 生信工具在其中的应用。所有研究数据和结论归原作者和出版物所有。
原始文献:
Wang Y, He J, Dong F, et al. A novel mutation in GTPBP3 causes combined oxidative phosphorylation deficiency 23 by affecting pre-mRNA splicing. Heliyon. 2024 Mar 15;10(6):e27606.






