Фактор SPF45 отвечает за сплайсинг коротких интронов

Размер интронов в человеческой пре-мРНК варьирует от пятидесяти до миллиона нуклеотидов и более. В исследованиях in vitro было показано, что сплайсосомный комплекс занимает 79–125 нуклеотидов. Однако ультракороткие интроны длиной всего 43–65 нуклеотидов также успешно вырезаются. Механизм их взаимодействия со сплайсосомным комплексом до сих пор неясен.

Группа ученых из Японии и Германии предположила, сплайсинг коротких интронов зависит от особых факторов, обеспечивающих альтернативные пути сборки сплайсосомы. В экспериментах на клетках HeLa они сосредоточились на сплайсинге интрона длиной 56 нуклеотидов в пре-мРНК гетерогенного ядерного рибонуклеопротеина H1 (HNRNPH1).

Ученые использовали малые интерферирующие РНК, нацеленные на 154 ядерных белка, в том числе РНК-связывающие белки и факторы сплайсинга. Они идентифицировали альтернативный регулятор сплайсинга SPF45 (RBM17 по номенклатуре HGNC) — его нокдаун вызвал сильную репрессию сплайсинга в пре-мРНК HNRNPH1. При этом в контрольной пре-мРНК с интроном длиной 366 нуклеотидов сплайсинг не подавлялся. Полнотранскриптомное секвенирование показало, что SPF45 необходим для эффективного сплайсинга многих коротких интронов.

Анализируя данные секвенирования, ученые обнаружили, что у интронов, сплайсинг которых зависит от SPF45, укорочен полимиримидиновый тракт (PPT). PPT — это богатая пиримидинами область интрона. С ней связываются различные белковые факторы, в том числе фактор альтернативного сплайсинга — гетеродимер U2AF (U2AF⁶⁵/U2AF³⁵). Нокдаун U2AF значительно снижал эффективность сплайсинга обычных интронов, но не влиял на SPF45-зависимые. Биохимический анализ показал, SPF45 замещает субъединицу U2AF⁶⁵ при сборке сплайсосомного комплекса, так как она не может связаться с укороченным PPT коротких интронов. Ученые провели ряд дополнительных экспериментов и предложили модель сплайсинга коротких интронов с укороченными PPT, основным фактором в которой служит SPF45 (см. иллюстрацию).

 Credit: Akila Mayeda from Fujita Health University | Пресс-релиз

Ранее SPF45 считался просто альтернативным фактором сплайсинга, и было неясно, почему он необходим для выживания клеток in vivo. Новая работа отвечает на этот вопрос.

Руководитель исследования Акила Майеда, профессор Института комплексных медицинских наук Университета здравоохранения Фудзита (Япония) считает, что это открытие может быть полезным и в практике. Повышенная экспрессия SPF45 связана с множественной лекарственной устойчивостью опухолей. Возможно, гены устойчивости содержат SPF45-зависимые интроны, и оверэкспрессия SPF45 вызывает апрегуляцию этих генов через активацию сплайсинга.