Funktion von SF1 Proteinvarianten in den ersten Schritten der Spliceosome Rekrutierung und im Spleißen

• Antragstellerin: Dr. Irene Beusch
• Fachliche Zuordnung: Allgemeine Genetik und funktionelle Genomforschung ; Biochemie
• Förderung: Förderung seit 2026
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 571960582

Das Spleißen ist essentiell für die eukaryotische Genexpression. Beim Menschen stellt es eine einzigartige Herausforderung dar: Exons müssen innerhalb von Transkripten identifiziert werden, die zu etwa 85% aus intronischen Sequenzen bestehen. Diese Herausforderung wird durch alternatives Spleißen zusätzlich erschwert. Daher stellt die Entscheidung, wo gespleißt wird, nicht nur eine Herausforderung dar, sondern auch eine bedeutende Möglichkeit für die Zelle, die Genexpression zu regulieren. Das Spleißen beginnt mit der Erkennung der Spleißsignale und der de novo-Assemblierung der Spleißmaschinerie, des Spliceosoms, über jedem Intron hinweg. Ein kritischer Schritt während der Spliceosom-Assemblierung ist die Erkennung der Spleißstellensequenzen und der Branch Point-(BP)-Sequenz. Der BP wird zunächst von Splicing Factor 1 (SF1) erkannt, bevor er an das U2 Small Ribonucleoprotein (U2 snRNP) übertragen wird. Trotz seiner etablierten Annotation als Spleißfaktor bleibt SF1s präzise Funktion während des Spleißens unklar. Neue Resultate deutet darauf hin, dass SF1 für eine stabile Spliceosom-Assoziation wichtig ist und zusätzlich zum alternativen Spleißen beiträgt. Bemerkenswert ist, dass SF1-pre-mRNA beim Menschen extensivem alternativen Spleißen unterliegt. Dies resultiert in C-terminaler Sequenzdiversität und distinkten Proteinmotiven zwischen SF1-Proteinvarianten. Ich habe nun Mutationen in SF1 identifiziert, die dessen natürlich vorkommende Sequenzheterogenität (entstehend durch alternatives Spleißen) mit der Rekrutierung von U2 snRNP zum BP verknüpfen. Dies bietet eine faszinierende Gelegenheit, die Rolle von SF1 zu untersuchen und wichtige Einblicke in frühe Spleißentscheidungen zu gewinnen. Angesichts der substantiellen Sequenzunterschiede und -zusammensetzung zwischen SF1-Proteinvarianten hypothetisiere ich, dass sich SF1-Varianten in ihrem Interaktom unterscheiden, was letztendlich zur Spleißregulation beiträgt und möglicherweise sogar zur Regulation anderer post-transkriptionaler Verarbeitungsschritte in der Zelle beiträgt. Weiterhin hypothetisiere ich, dass der Beitrag der SF1-Varianten darin liegt, Anleitung für die Spliceosom-Assemblierung für Teilmengen von Intronen zu bieten. Um diese Hypothesen zu testen, werden wir proteomic Daten mit in vivo- und in vitro-Protein-Protein-Interaktionsmessungen integrieren, um SF1-varianten-spezifische Interaktionsnetzwerke zu entschlüsseln. Durch die Kombination dieser Informationen mit transkriptomweiten RNA-Bindungsanalysen sowie Daten zur BP-Nutzung und zum Spleißtiming durch SF1-Varianten zielen wir darauf ab, neue Prinzipien in der frühen Spliceosom-Rekrutierung und -Assemblierung aufzudecken.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen