$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Tworzenie końca 3' jest krytycznym etapem dojrzewania mRNA, który obejmuje rozszczepienie pre-mRNA poniżej PAS, a następnie dodanie ~250 nieszablonowych adenin, które tworzą ogon poli(A)1,2. Białko wiążące poli(A) (PABP) wiąże się z ogonem poli(A), co chroni transkrypt mRNA przed degradacją i ułatwia translację1.
Obecne szacunki sugerują, że 70% ludzkich genów ma wiele PAS, a zatem ulega alternatywnej poliadenylacji, co skutkuje wielokrotnymi końcami 3'3. Dlatego ważne jest, aby określić, gdzie ogon poli(A) przyczepia się do reszty 3' UTR, a także zidentyfikować PAS używany przez dany transkrypt. Pojawienie się sekwencjonowania nowej generacji spowodowało jednoczesną identyfikację 3' UTR i PA tysięcy genów. Ten wzrost możliwości sekwencjonowania wymagał opracowania algorytmów bioinformatycznych do analizy danych obejmujących alternatywną poliadenylację końca 3'. Do wykrywania de novo lub walidacji PAS, a tym samym mapowania końca 3' poszczególnych genów na podstawie danych sekwencjonowania na dużą skalę, metodą z wyboru pozostaje 3' RACE4,5. Sekwencje zawarte w produktach cDNA 3' RACE zwykle obejmują tylko część 3' UTR, która zawiera ogon poli(A), miejsce rozszczepienia, PAS i sekwencje przed PAS. W przeciwieństwie do PCR, który wymaga zaprojektowania i użycia specyficznych dla genu starterów do przodu i do tyłu, 3' RACE wymaga tylko dwóch specyficznych dla genu zagnieżdżonych starterów do przodu. W związku z tym PCR wymaga bardziej szczegółowej wiedzy na temat sekwencji nukleotydowej dużego regionu amplifikowanego genu4,6. Ponieważ 3' RACE wykorzystuje ten sam odwrotny starter, który celuje w ogon poli(A) dla wszystkich poliadenylowanych transkryptów RNA, tylko startery do przodu muszą być specyficzne dla genu, co wymaga jedynie wiedzy o znacznie mniejszym regionie mRNA. Umożliwia to amplifikację regionów, których sekwencje nie są w pełni scharakteryzowane4,7. Pozwoliło to na wykorzystanie 3' RACE nie tylko do określenia końca 3' genu, ale także do określenia i scharakteryzowania dużych regionów przed PAS, które stanowią znaczną część 3' UTR. Łącząc 5' RACE ze zmodyfikowanym 3' RACE, który zawiera większe części 3' UTR i regiony flankujące, możliwe jest pełne zsekwencjonowanie lub sklonowanie całego transkryptu mRNA od końca 5' do końca 3' 8.
Przykładem tego zastosowania zmodyfikowanego 3' RACE jest niedawna identyfikacja nowego transkryptu genu fuzji CCND1-MRCK z linii komórkowych chłoniaka z komórek płaszcza i pacjentów z rakiem. 3' UTR składał się z sekwencji zarówno z genów CCND1, jak i MRCK i był odporny na regulację miRNA9. Dwa zagnieżdżone startery skierowane do przodu specyficzne dla CCND1 były komplementarne z obszarem bezpośrednio przylegającym i poniżej kodonu stop CCND1. Chociaż sekwencjonowanie całego transkryptomu wraz ze specyficznymi narzędziami bioinformatycznymi może być wykorzystane do wykrywania fuzji genów w obrębie klasy 3' UTR10, wielu laboratoriom może brakować środków finansowych lub wiedzy bioinformatycznej, aby skorzystać z tej technologii. W związku z tym 3' RACE stanowi alternatywę dla identyfikacji de novo i walidacji nowych genów fuzyjnych z udziałem 3' UTR. Biorąc pod uwagę drastyczny wzrost liczby zgłoszonych genów fuzyjnych, a także odczytanych transkryptów, 3' RACE stał się potężnym narzędziem do charakteryzowania sekwencji genów11,12. Ponadto ostatnie badania wykazały, że różne sekwencje w obrębie 3' UTR, jak również długość 3' UTR, mogą wpływać na stabilność transkryptu mRNA, lokalizację, translatywalność i funkcję13. Częściowo ze względu na zwiększone zainteresowanie mapowaniem transkryptomu, nastąpił wzrost liczby różnych polimeraz DNA opracowywanych do użytku w laboratorium. Ważne jest, aby określić, jakie rodzaje modyfikacji można wprowadzić do protokołu 3' RACE, aby wykorzystać dostępny repertuar polimeraz DNA.
Ta praca informuje o adaptacji 3' RACE do mapowania całego 3' UTR, PAS i miejsca cięcia końca 3' transkryptu ANKHD1 za pomocą zagnieżdżonych starterów w sekcji ANKHD1 transkryptu i dwóch różnych polimeraz DNA.