Rola kompleksu NEXT w biogenezie mikroRNA
Loading...
Date
2019
Authors
Advisor
Editor
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Title alternative
The role of the NEXT complex in microRNA biogenesis
Abstract
SERRATE (SE) jest białkiem ważny dla powstawania mikroRNA u Arabidopsis, jednakże jest również zaangażowane w inne procesy związane z RNA, między innymi: wycinanie intronów z pre-mRNA. W celu zrozumienia tej wielofunkcyjnej roli SE przeprowadzono jego koimmunoprecypitacje i zidentyfikowano partnerów białkowych SE z użyciem LC-MS/MS. Wśród zidentyfikowanych białek były między innymi wszystkie podjednostki kompleksu NEXT (ang. Nuclear Exosome Targeting): HEN2, ZCCHC8A, ZCCHC8B, RBM7. NEXT jest kompleksem wyszukującym RNA przeznaczone do degradacji przez egsozom RNA od strony 3’.
Następnie z użyciem sekwencjonowania nowej generacji wykazano, że kompleks NEXT jest odpowiedzialny za degradacje pri-miRNA. Analiza podwójnych mutantów, w których poza zaburzoną biogenezą miRNA była również spowolniona degradacja pri-miRNA (hyl1-2 hen2-2, se-2 hen2-2) wykazała poprawę fenotypu roślina wraz z podniesionym poziomem miRNA. Dodatkowo zaobserwowano również bardzo wysoką akumulacje pri-miRNA. Dane te pokazują, że brak degradacji pri-miRNA skutkuje lepszą produkcją miRNA przez DCL1 mimo braku elementów go wspomagających.
Zaproponowany na podstawie wyników tej rozprawy doktorskiej model zakłada, że białko SE jest zaangażowane w biogenezę miRNA w dwóch płaszczyznach. W jednej pomaga białku DCL1 w efektywnym i dokładnym cięciu pri-miRNA, natomiast w drugiej płaszczyźnie promuje degradacje nadmiaru pierwotnych prekursorów miRNA przez rekrutacje kompleksu NEXT.
Abstract The SERRATE (SE) protein is very important factor in miRNA biogenesis in Arabidopsis thaliana. Moreover SE is involved in different processes connected with RNA, e.g. splicing of pre-mRNAs. In order to understand this multifunctional role of SERRATE, co-immunoprecipitation experiments were carried out, and SE partners were identified using LC-MS/MS. Analysis of the SE interactome revealed many new protein partners. Among proteins co-purified with SE, all subunits of the Nuclear Exosome Targeting (NEXT) complex: HEN2, ZCCHC8A, ZCCHC8B and RBM7, were found. NEXT is important for targeting RNA for degradation by the nuclear RNA exosome for 3’ end. Next, using new generation RNA sequencing it was shown that the NEXT complex is responsible for degradation of pri-miRNAs. The analysis of double mutants in which degradation of pri-miRNA was slowed down along with the disruption of miRNA biogenesis (hyl1-2 /hen2-2, se-2/ hen2-2) showed an improvement in the phenotype (as compared to single mutants) together with increased levels of miRNAs. In addition, very high pri-miRNA accumulation was also observed. These data show that the lack of degradation of pri-miRNAs results in more efficient production of miRNAs by DCL1 despite the lack of supportive proteins, HYL1 and SE. The model proposed on the basis of the results of this dissertation assumes that the SERRATE protein is involved in miRNA biogenesis in two different ways: it helps DCL1 in more efficient and accurate cleavage of pri-miRNAs and on the other hand it also promotes degradation of excess primary miRNA precursors by the recruitment of NEXT complex.
Abstract The SERRATE (SE) protein is very important factor in miRNA biogenesis in Arabidopsis thaliana. Moreover SE is involved in different processes connected with RNA, e.g. splicing of pre-mRNAs. In order to understand this multifunctional role of SERRATE, co-immunoprecipitation experiments were carried out, and SE partners were identified using LC-MS/MS. Analysis of the SE interactome revealed many new protein partners. Among proteins co-purified with SE, all subunits of the Nuclear Exosome Targeting (NEXT) complex: HEN2, ZCCHC8A, ZCCHC8B and RBM7, were found. NEXT is important for targeting RNA for degradation by the nuclear RNA exosome for 3’ end. Next, using new generation RNA sequencing it was shown that the NEXT complex is responsible for degradation of pri-miRNAs. The analysis of double mutants in which degradation of pri-miRNA was slowed down along with the disruption of miRNA biogenesis (hyl1-2 /hen2-2, se-2/ hen2-2) showed an improvement in the phenotype (as compared to single mutants) together with increased levels of miRNAs. In addition, very high pri-miRNA accumulation was also observed. These data show that the lack of degradation of pri-miRNAs results in more efficient production of miRNAs by DCL1 despite the lack of supportive proteins, HYL1 and SE. The model proposed on the basis of the results of this dissertation assumes that the SERRATE protein is involved in miRNA biogenesis in two different ways: it helps DCL1 in more efficient and accurate cleavage of pri-miRNAs and on the other hand it also promotes degradation of excess primary miRNA precursors by the recruitment of NEXT complex.
Description
Wydział Biologii
Sponsor
Niniejsza praca powstała przy finansowym udziale: 1.Narodowego Centrum Nauki (granty: UMO-2013/10/A/NZ1/00557 (MAESTRO)dla Profesoradr. hab.Artura Jarmołowskiego; UMO-2014/13/N/NZ1/00049 (PRELUDIUM) dla Mateusza Bajczyka) 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-01/2015 dla Mateusza Bajczyka).Autor uzyskał środki finansowe na przygotowanie rozprawy doktorskiej z Narodowego CentrumNauki(Program ETIUDA)w ramach finansowania stypendium doktorskiego na podstawie decyzji numer UMO-2018/28/T/NZ1/00392