snRNA Reifung in Saccharomyces cerevisie
Zellbiologie
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Spleißosomen sind für die Entfernung von Intron Sequenzen aus prä-mRNAs essenziell und gewährleisten eine korrekte Protein Synthese. Während die Überwachungsmechanismen für die mRNA-Synthese bereits gut erforscht sind, sind die Qualitätskontrollprozesse für nichtkodierende RNAs (ncRNAs) weniger verstanden. Im Gegensatz zu mRNA, bei der Wächter Proteine (guard proteins) die Reifung überwachen, indem sie korrekten Transkripten den Export aus dem Zellkern ermöglichen oder fehlerhafte RNAs dem Abbau zuführen, sind die Überwachungssysteme für ncRNAs nur wenig untersucht. Diese Studie hat sich auf die Reifung der spliceosomalen prä-U6 snRNA konzentriert, eines Transkripts, das von der RNA- Polymerase III synthetisiert wird, und deckt auf, dass sowohl bekannte als auch ein neues guard Protein seinen Reifungsprozess überwachen. Wir konnten zeigen, dass der prä-U6 snRNA Export von bekannten guard Proteinen und einem neu identifizierten Faktor, dem Lhp1 (Homolog des menschlichen La-Proteins), überwacht wird. Dabei überwacht Lhp1 die korrekte Beladung des Lsm-Rings im Zellkern, was für seine Funktion und Stabilität wichtig ist. Nach der richtigen Beladung bindet Mex67 über Lhp1 an die Prä-U6, was den Export aus dem Zellkern ins Zytoplasma erleichtert. Wir konnten weiterhin zeigen, dass Prp24 im Zytoplasma an die Prä-U6 RNA bindet. Dabei fördert es die Aneinanderlagerung von U6 mit U4, was ein entscheidender Schritt bei dem snRNP-Assembly ist. Fehler in der Bildung des di-snRNPs werden von den guard Proteinen Npl3, Gbp2 und Hrb1 erkannt, die an der fehlerhaften Prä- U6 gebunden bleiben und so den Re-import in den Zellkern verhindern. Diese Proteine rekrutieren Decapping-Enzyme wie Dcp1 und Dcp2, die die 5’-Kappe der RNA entfernen, sowie die Exonuklease Xrn1, die die defekten RNAs schließlich abbaut. Von erfolgreich zusammengesetzten U4/U6-di-snRNA Komplexen dissoziieren die guard Proteine, was der disnRNA den Re-Import in den Zellkern ermöglicht, um die Reifung abzuschließen. Dieses guard Protein gesteuerte Qualitätskontrollsystem verhindert, dass fehlerhafte di-snRNPs die Funktion des Spleißosoms stören, und unterstreicht die Bedeutung der räumlich getrennten Reifung und Überwachung von ncRNAs. Die Ergebnisse deuten zudem darauf hin, dass ähnliche Qualitätskontrollmechanismen sowohl bei kodierenden als auch bei ncRNAs existieren, und auch RNAs betrifft, die nicht von der RNA-Polymerase II synthetisiert wurden, was die allgemeine Bedeutung der RNA-Überwachung für die Erhaltung der zellulären RNA- Integrität unterstreicht.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
-
Initial spliceosomal U4/U6 di-snRNA formation occurs in the cytoplasm of Saccharomyces cerevisiae and requires a guard protein mediated quality control. Nucleic Acids Research, 54(1).
Wang, Xiaoxiao; Guo, Jian; Li, Jing & Krebber, Heike
