Analysis of tri-snRNP proteins mutations associated with retinitis pigmentosa

Abstract

Retinitis Pigmentosa (RP) is a leading cause of inherited vision loss, driven by mutations in over 80 genes, a significant portion of which encode proteins essential for pre-mRNA splicing. While many RP-linked splicing factor mutations are known to compromise protein expression, stability, or integration into splicing complexes, our research specifically investigated the previously unclear mechanisms behind unique mutations in PRPF8 (F2314L, Y2334N) and SNRNP200 (S1087L, R1090L). Using iCLIP technology in both HeLa and retinal pigment epithelial (RPE)-1 cell lines, we discovered that mutations in SNRNP200 altered its interaction with U4 and U6 snRNAs. The significantly broader binding profile of mutant SNRNP200 in the U4 region strongly suggests that its ability to unwind snRNAs is impaired. This finding was further supported by in vitro helicase activity assays. In contrast, PRPF8 mutations did not affect snRNA binding. Instead, they led to reduced pre-mRNA binding, resulting in slower intron splicing and widespread changes in the expression of hundreds of genes in RPE-1 cells. This indicates that these gene expression and splicing alterations are key contributors to retinal degeneration in PRPF8-linked RP. Further investigating the PRPF8 Y2334N mutation, we utilized a hiPSC-derived retinal...

Retinitis pigmentosa (RP) je hlavní příčinou dědičné ztráty zraku, která je způsobena mutacemi ve více než 80 genech, z nichž značná část kóduje proteiny důležité pro sestřih pre-mRNA. Většina mutací sestřihových faktorů souvisejících s RP snižuje expresi, stabilitu nebo integraci patogenních proteinů do sestřihových komplexů. V této práci jsme se zaměřili na výzkum unikátních mutací v klíčových sestřihových proteinech PRPF8 (F2314L, Y2334N) a SNRNP200 (S1087L, R1090L). Tyto mutace neovlivňují expresi, stabilitu ani integraci patogenních proteinů do sestřihových komplexů a jejich vliv na funkci proteinů je nejasný. Pomocí technologie iCLIP v buněčných liniích HeLa a retinálního pigmentového epitelu (RPE)-1 jsme zjistili, že mutace v SNRNP200 mění interakci tohoto proteinu s U4 a U6 snRNA. Mutace v SNRNP200 zvyšují jeho vazbu s U4 snRNA, což ukazuje na to, že schopnost patogenního SNRNP200 rozbalovat snRNA je narušena. Toto zjištění bylo dále podpořeno měřením helikázové aktivity in vitro. Naproti tomu vazba PRPF8 s snRNA nebyla mutacemi ovlivněna. Patogenní PRPF8 méně interagoval s pre-mRNA, což vedlo k pomalejšímu sestřihu intronů a rozsáhlým změnám v expresi stovek genů v buňkách RPE-1. Tyto výsledky naznačují, že změny v genové expresi a RNA sestřihu jsou klíčovými faktory, které přispívají k...