The role of pre-mRNA splicing in human hereditary diseases

Abstract

Malá jaderná ribonukleoproteinová částice U5 (U5 snRNP) je jednou z hlavních komponent spliceozomu, komplexu který katalyzuje sestřih pre-mRNA. U5 snRNP je tvořena molekulou RNA a několika proteiny, nicméně o tom jak jsou jednotlivé díly postupně skládány v maturovanou částici, se mnoho neví. Ukázali jsme, že po depleci proteinu PRPF8, jedné z klíčových složek U5 snRNP, se částice správně neskládají a akumulují se v jaderných strukturách zvaných Cajalova tělíska. K objasnění role PRPF8 v biogenezi U5 snRNP jsme se dále rozhodli využít mutace tohoto proteinu, které byly identifikovány u pacientů s degenerativním onemocněním oční sítnice, retinitis pigmentosa (RP). Vytvořili jsme stabilní buněčné linie exprimující mutantní varianty proteinu PRPF8 a ukázali jsme, že RP mutace narušují skládání U5 snRNP, což následně vede ke snížení efektivity sestřihu pre-mRNA v buňkách. Mutantní PRPF8 se spolu s proteinem EFTUD2 hromadí v cytoplazmě a vytvoření tohoto komplexu je zdá se prvním krokem skládání U5 snRNP. Dále jsme s využitím proteomických metod identifikovali řadu nových faktorů včetně komlexu HSP90/R2TP a proteinu ZNHIT2, které se váží na U5 snRNP. Naše výsledky ukazují, že tyto faktory preferenčně interagují...

U5 small ribonucleoprotein particle (U5 snRNP) is a crucial component of the spliceosome, the complex responsible for pre-mRNA splicing. Despite the importance of U5 snRNP, not much is known about its biogenesis. When we depleted one of the core U5 components, protein PRPF8, the other U5-specific proteins do not associate with U5 snRNA and the incomplete U5 was accumulated in nuclear structures known as Cajal bodies. To further clarify the role of PRPF8 in U5 snRNP assembly, we studied PRPF8 mutations that cause an autosomal dominant retinal disorder, retinitis pigmentosa (RP). We prepared eight different PRPF8 variants carrying RP-associated mutations and expressed them stably in human cell culture. We showed that most mutations interfere with the assembly of snRNPs which consequently leads to reduced efficiency of splicing. The mutant PRPF8 together with EFTUD2 are stalled in the cytoplasm in a form of U5 snRNP assembly intermediate. Strikingly, we identified several chaperons including the HSP90/R2TP complex and ZNHIT2 as new PRPF8's interactors and potential U5 snRNP assembly factors. Our results further imply that these chaperons preferentially bind the unassembled U5 complexes and that HSP90 is required for stability of...