Regulace pre-mRNA sestřihu v prostředí buněčného jádra

Abstract

Eukaryotic genes contain non-coding sequences - introns that are removed during pre-mRNA splicing by the spliceosome. The spliceosome is composed of five snRNPs (U1, U2, U4/U6 and U5) which assemble on pre-mRNA in a step-wise manner and together with additional non-snRNP proteins catalyse splicing. Mutations in splicing factors can cause severe diseases, for example a point missense mutation (called AD29) in hPrp31 (U4/U6 snRNP specific protein) induces retinitis pigmentosa, disease often leading to complete blindness. In this PhD thesis we show that the hPrp31 AD29 mutant is unstable and is not properly incorporated into spliceosomal snRNPs. In addition, the expression of the mutant protein reduces cell proliferation, which indicates that it interferes with cellular metabolism (likely splicing) and could explain the induction of retinitis pigmentosa. Next, we focus on a role of nuclear environment in pre-mRNA splicing. It was shown that new U4/U6·U5 snRNPs are preferentially assembled in non-membrane nuclear structure - Cajal body. Here we expand this finding and provide evidence that Cajal bodies are also important for U4/U6·U5 snRNP recycling after splicing. In addition, we analyzed a role of chromatin and particularly histone acetylation modulates in splicing regulation. Using inhibitor of...

Eukaryotní geny obsahují nekódující sekvence - introny, které jsou z pre-mRNA odstraňovány sestřihovými komplexy. Sestřihové komplexy se skládají z pěti RNA-proteinových podjednotek (U1, U2, U4/U6 a U5), které postupně nasedají na pre-mRNA a jsou společně s dalšími bílkovinami nutné pro vystřižení intronu. Mutace v bílkovinách důležitých pro RNA sestřih mohou způsobovat vážná onemocněním, například mutace zvaná AD29 vedoucí k záměně jediné aminokyseliny v proteinu hPrp31 (tato bílkovina je součástí U4/U6 sestřihového komplexu) je příčinou nemoci retinitis pigmentosa, která často končí úplnou slepotou. Ukázali jsme, že hPrp31 AD29 mutant je nestabilní a není řádně začleněný do sestřihových komplexů. Přesto vadný hPrp31 zřejmě má vliv na metabolismus buňky, protože zpomaluje buněčný růst a dělení, což by mohlo vysvětlit, proč tato mutace vede k retinitis pigmentosa. Dále se zaměřujeme na roli buněčného jádra v pre-mRNA sestřihu. Nové U4/U6·U5 snRNP částice jsou přednostně skládány v nemembránových jaderných strukturách - Cajalových tělíscích. Zjistili jsme, že Cajalova tělíska jsou také důležitá pro recyklaci U4/U6·U5 snRNP. Vedle toho jsme se zaměřili na roli chromatinu (především acetylace histonů) při regulaci alternativního sestřihu. Pomocí inhibitorů histonových deacetylázy jsme změnili...