Analiza zależności między maszynerią biogenezy mikroRNA a spliceosomem u roślin
Loading...
Date
2016
Authors
Advisor
Editor
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Title alternative
The analysis of the interplay between the microRNA biogenesis machinery and the spliceosome in plants
Abstract
mikroRNA (miRNA) są kluczowym elementem regulacji ekspresji genów. Te krótkie jednoniciowe fragmenty RNA regulują poziom białek poprzez cięcie docelowych mRNA bądź hamowanie ich translacji. Biogeneza miRNA u roślin jest bardzo skomplikowanym i wciąż nie do końca poznanym procesem, zachodzącym na terenie jądra komórkowego. Dotychczasowe doniesienia literaturowe wskazują na niezwykle istotną zależność wydajności biogenezy miRNA od wycinania intronów, znajdujących się w ich prekursorach. Nie scharakteryzowano jednak do tej pory elementów komórkowych odpowiedzialnych za tą regulację.
W niniejszej pracy wykazano bezpośrednie oddziaływanie między SERRATE (SE), jednym z głównych białek maszynerii biogenezy miRNA, i obydwiema podjednostkami jądrowego kompleksu wiążącego czapeczkę (AtCBC, ang. cap binding complex). Kompleks SE/AtCBC stanowi podstawę molekularnego mechanizmu odpowiedzialnego za rolę SE i AtCBC w regulacji splicingu pre-mRNA i biogenezy miRNA.
Zidentyfikowano również bezpośrednie oddziaływania między SE i czterema pomocniczymi białkami kompleksu snRNP U1, tj. AtPRP39b, AtPRP40a, AtPRP40b i AtLUC7rl. W linii A. thaliana se-2, w której obecna wersja SE pozbawiona jest zdolności do kontaktu z białkami snRNP U1, odnotowano zmiany splicingu i wydajności biogenezy miR1888a w stosunku do roślin z aktywnym połączeniem SE-snRNP U1.
W niniejszej pracy zaproponowano model przyłączania się białek zaangażowanych w biogenezę miRNA do ich pierwotnych prekursorów, w którym SE pełni rolę platformy łączącej elementy mikroprocesora, spliceosomu i kompleksu wiążącego czapeczkę.
(miRNAs) are key components of the gene expression regulation. These single-stranded RNAs regulate the protein levels by cleavage of mRNA or translation inhibition. Plant microRNA biogenesis is a very complex, and still not fully understood process, that occurs in the cell nucleus. Until now, an interplay between miRNA biogenesis and splicing of introns located in miRNA precursors has been reported. However, the key players of this crosstalk were unknown. The results presented in this study show that SE, a key component of the plant microprocessor interacts directly with both subunits of AtCBC (the nuclear cap-binding complex that consists of two subunits, AtCBP20 and AtCBP80). The identified AtCBC/SE complex serves as a molecular factor responsible for the regulation of pre-mRNA splicing and miRNA biogenesis. In addition, during the study, direct interactions between SE and four U1 snRNP auxiliary proteins (AtPRP39b, AtPRP40a, AtPRP40b, AtLUC7rl) were detected. In the se-2 Arabidopsis plants, where there is no communication between SE and its U1 snRNP partners, pri-miR1888a splicing defect and microprocessing changes were observed, as compared to the plants with active SE/U1 snRNP connection. The results of the study allowed to propose a model of binding of proteins involved in miRNA biogenesis to pri-miRNA. In this model SE is a platform for communication between the plant microprocessor, spliceosome and cap binding complex.
(miRNAs) are key components of the gene expression regulation. These single-stranded RNAs regulate the protein levels by cleavage of mRNA or translation inhibition. Plant microRNA biogenesis is a very complex, and still not fully understood process, that occurs in the cell nucleus. Until now, an interplay between miRNA biogenesis and splicing of introns located in miRNA precursors has been reported. However, the key players of this crosstalk were unknown. The results presented in this study show that SE, a key component of the plant microprocessor interacts directly with both subunits of AtCBC (the nuclear cap-binding complex that consists of two subunits, AtCBP20 and AtCBP80). The identified AtCBC/SE complex serves as a molecular factor responsible for the regulation of pre-mRNA splicing and miRNA biogenesis. In addition, during the study, direct interactions between SE and four U1 snRNP auxiliary proteins (AtPRP39b, AtPRP40a, AtPRP40b, AtLUC7rl) were detected. In the se-2 Arabidopsis plants, where there is no communication between SE and its U1 snRNP partners, pri-miR1888a splicing defect and microprocessing changes were observed, as compared to the plants with active SE/U1 snRNP connection. The results of the study allowed to propose a model of binding of proteins involved in miRNA biogenesis to pri-miRNA. In this model SE is a platform for communication between the plant microprocessor, spliceosome and cap binding complex.
Description
Wydział Biologii
Sponsor
Niniejsza praca powstała przy finansowym udziale:
1. Narodowego Centrum Nauki (grant 2012/05/N/NZ2/00880 dla A.S.)
2. Fundacji na Rzecz Nauki Polskiej (stypendium w ramach subsydium Mistrz 3./2014, Laureat: Prof. dr hab. Artur Jarmołowski)
3. KNOW Poznańskie Konsorcjum RNA (01/KNOW2/2014).
4. Wydziału Biologii Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza w Poznaniu (grant GDWB-02/2013, dla A.S.)
Autor uzyskał środki finansowe na przygotowanie rozprawy doktorskiej z Narodowego Centrum Nauki w ramach finansowania stypendium doktorskiego na podstawie decyzji numer UMO-2015/16/T/NZ1/00026.
Keywords
mikroRNA, splicing, Arabidopsis, SERRATE, snRNP U1