发现通过新机制剪接的人类短内含子子集

  • 发布时间:2024-02-19 16:11:58 来源:
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导读 众所周知的必需前mRNA剪接因子U2AF异二聚体(U2AF2–U2AF1)已被确定为介导所有不同长度内含子的早期剪接反应。然而,藤田保健大学Akila...

众所周知的必需前mRNA剪接因子U2AF异二聚体(U2AF2–U2AF1)已被确定为介导所有不同长度内含子的早期剪接反应。然而,藤田保健大学AkilaMayeda实验室的KazuhiroFukumura博士发现,具有截短的多嘧啶束的短内含子子集是由RBM17-SAP30BP复合物而不是U2AF异二聚体剪接的。Fukumura博士的团队提出了一种独特的机制,其中SAP30BP引导RBM17激活早期剪接体。

在人类中,前体mRNA的长度差异很大(根据最近的研究,从30到1,160,411个核苷酸)。剪接的基本机制已经通过包括158-和231-nt内含子在内的模型前mRNA进行了研究,这些前体mRNA在体外和体内都非常有效地剪接。

这样的理想的前体mRNA含有良好的剪接信号序列,即U1snRNP识别的5'剪接位点、分支位点(BS)序列和聚嘧啶束(PPT),其后是3'剪接位点,分别为U2snRNP和U2AF2–U2AF1。Mayeda教授说:“鉴于人类内含子的长度不同,很可能存在不止一种机制。这就是我们开始针对人类短内含子进行剪接研究的动机。”

Fukumura博士解释说,“我们之前对短内含子剪接过程的研究表明,真正的剪接因子U2AF2不能与截短的PPT结合,然后用U2AF取代RBM17来促进剪接。你知道,这是合理的,因为短内含子是对于PPT的足够长度来说,往往太紧。我们于2021年发表了这一发现。

“然而,RBM17在体外无法与截短的PPT结合,因此我们不知道截短的PPT和随后的3'剪接位点是如何被RRM17识别的。因此,我们假设另一种蛋白质因子参与了RBM17依赖性剪接。”

Mayeda小组最终确定了RBM17依赖性剪接背后的蛋白质辅助因子,即SAP30BP。他们的研究于2023年12月7日发表在《细胞报告》杂志上。

Fukumura博士表示:“研究以前的参考文献至关重要。从三篇论文中,我确信SAP30BP是RBM17辅因子的最强候选者。”他们表明,人类早期剪接复合体中存在SAP30BP,果蝇SAP30BP和RBM17在果蝇短内含子上形成的剪接体中检测到,并且通过酵母双杂交分析确实检测到了SAP30BP和RBM17之间的结合。

“如今,siRNA介导的人细胞系中SAPBP的消耗是检查RBM17依赖性剪接抑制的简单直接方法。这真是宾果游戏!”福村博士说。

通过下一代测序仪(RNA-Seq分析)对SAP30BP耗尽的人类细胞中的转录本进行了分析,发现了许多RBM17和SAP30BP依赖性内含子。这些内含子分布在较短的范围内,截短的PPT确实是RBM17/SAP30BP依赖性的关键决定因素。因此,RBM17和SAP30BP是通用的剪接因子。

Mayeda教授表示:“结构分析专家MichaelSattler教授对我们的研究非常感兴趣,这是一个幸运的巧合,我们可以开始富有成效的合作。”

通过UHM(U2AF-同源基序)-ULM(UHM-配体基序)结合的蛋白质-蛋白质相互作用在一般剪接反应中发挥着重要作用。Sattler实验室在SAP30BP中发现了隐藏的ULM序列,并通过NMR(核磁共振)和ITC(等温滴定量热法)分析证明了这对于与RBM17中的UHM相互作用至关重要。

然而,RBM17-SAP30BP相互作用的作用仍然是个谜。由于RBM17只有一个UHM,因此RBM17-SAP30BP结合必须在RBM17与SF3B1(U2snRNP的组成部分之一)相互作用之前释放,SF3B1对于促进剪接至关重要。那么,RBM17-SAP30BP相互作用的作用是什么?

Mayeda教授说:“Fukumura使用抗磷酸SF3B1抗体设计了一种智能结合测定法来解决这个奇怪的问题,我们可以提供一个优雅的工作模型。”

研究人员提出,中间的RBM17-SAP30BP复合物可防止非功能性RBM17与游离的未磷酸化SF3B结合,从而促进功能性RBM17与前mRNA上的活性磷酸化SF3B1结合。

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