Mapping of SART3 interactions with spliceosomal snRNPs

Abstract

Sestřih pre-mRNA je katalyzován obrovským a velmi dynamickým sestřihovým komplexem, který se skládá z pěti malých jaderných ribonukleoproteinových částic (označovaných jako snRNP) a více než stovky dalších proteinů. Biogeneze sestřihových snRNP částic je komplikovaný proces, jehož závěrečné kroky se odehrávají ve specializovaných jaderných útvarech, Cajalových tělíscích. Molekulární podstata cílení snRNP částic do Cajalových tělísek však zůstává nejasná. Naše předchozí výsledky odhalily, že protein SART3 je důležitý pro akumulaci U4, U5 a U6 snRNP v Cajalových tělíscích, není ale známo, jakým způsobem SART3 tyto sestřihové částice váže. SART3 byl původně identifikován jako interakční partner U6 snRNP a faktor napomáhající složení U4/U6 di-snRNP částice. V této práci nicméně ukazujeme, že SART3 interaguje také s U2 snRNP a že specificky váže nesložené U2 částice. Dále poskytujeme důkazy, že SART3 asociuje s U2 snRNP přes Sm proteiny, které tvoří stabilní jádro čtyř z pěti hlavních snRNP částic (tzn. U1, U2, U4 a U5). Na základě našich výsledků navrhujeme, že interakce mezi SART3 a Sm proteiny představuje obecný mechanismus, jak SART3 rozpoznává nekompletní snRNP částice a kontroluje tak jejich skládání v Cajalových tělíscích.

The splicing of pre-mRNA transcripts is catalyzed by a huge and dynamic machinery called spliceosome. The spliceosomal complex consists of five small nuclear ribonucleoprotein (snRNP) particles and hundreds of non-snRNP proteins. Biogenesis of spliceosomal snRNPs is a multi-step process, the final steps of which take place in a specialized sub-nuclear compartment, the Cajal body. However, molecular details of snRNP targeting to the Cajal body remain mostly unclear. Our previous results revealed that SART3 protein is important for accumulation of U4, U5 and U6 snRNPs in Cajal bodies, but how SART3 binds snRNP particles is elusive. SART3 has been identified as a U6 snRNP interaction partner and U4/U6 di-snRNP assembly factor. Here, we show that SART3 interacts with U2 snRNP as well, and that it binds specifically immature U2 particles. Next, we provide evidence that SART3 associates with U2 snRNP via Sm proteins, which are components of the stable snRNP core and are present in four out of five major snRNPs (i.e. in U1, U2, U4 and U5). We propose that the interaction between SART3 and Sm proteins represents a general SART3-snRNP binding mechanism, how SART3 recognizes immature snRNPs and quality controls the snRNP assembly process in Cajal bodies.