Biochemische und zellbiologische Untersuchungen zur Rolle der Cajal Bodies bei der Zusammenlagerung spleißosomaler UsnRNP Partikel

Einen zentralen Bestandteil des Spleißosoms, welches das eukaryontische Prä-mRNA Spleißen katalysiert, stellt das [U4/U6.U5] tri-snRNP-Partikel dar, das durch die Zusammenlagerung des U4/U6 di-snRNP mit dem U5 snRNP-Monopartikel entsteht und als vorassemblierter Komplex in das Spleißosom integriert wird. Dramatische strukturelle Umlagerungsprozesse im Verlauf des spleißsosomalen Zyklus führen zur Freisetzung einzelner U4, U5 und U6 snRNP-Partikel aus dem post-spleißosomalen Komplex, aus denen dann das tri-snRNP-Partikel für eine weitere Spleißreaktion regeneriert werden kann. In welchem subnukleären Kompartiment sich die Zusammenlagerung des U4/U6 di-snRNP mit dem U5 mono-snRNP-Partikel zum [U4/U6.U5] tri-snRNP-Partikel vollzieht war bislang unklar. Als mögliche Kandidaten wurden das Nukleoplasma, die Spleißfaktorkompartimente (Speckles) und die Cajal Bodies diskutiert. Während die Speckles sehr wahrscheinlich als Lagerstätten dienen, von denen aus Spleißfaktoren zu Orten mit hoher Transkriptionsaktivität rekrutiert werden, gab es bereits Hinweise darauf, dass die Cajal Bodies eine Rolle bei der intrazellulären Reifung de novo synthetisierter U snRNP-Partikel spielen.In der vorliegenden Arbeit wurde durch Entwicklung eines zellulären Systems, in dem spezifisch die [U4/U6.U5] tri-snRNP-Bildung in der Zelle blockiert wurde, der Ort der [U4/U6.U5] tri-snRNP-Bildung identifiziert. Dazu wurde das U4/U6-spezifische hPrp31- und das U5-spezifische hPrp6-Protein durch RNA-Interferenz (RNAi) aus der Zelle entfernt, da in vitro Untersuchungen darauf hindeuteten, dass beide Proteine eine essentielle Verbindung zwischen dem U4/U6 di-snRNP und dem U5 snRNP-Partikel im [U4/U6.U5] tri-snRNP-Partikel bilden. Durch biochemische Charakterisierung der in vivo Funktion des hPrp31- und des hPrp6-Proteins im humanen System konnte gezeigt werden, dass in Abwesenheit beider Proteine die tri-snRNP-Konzentration drastisch reduziert ist und stabile U4/U6 di-snRNP- und U5 mono-snRNP-Partikel in der Zelle akkumulieren. Anhand fluoreszenz-mikroskopischer Untersuchungen der Verteilung U4/U6 und U5 snRNP-spezifischer Komponenten konnte nun gezeigt werden, dass unter den oben genannten Bedingungen intakte, mit p110-Protein assoziierte U4/U6 di-snRNP-Partikel in den Cajal Bodies akkumulieren, während U5 mono-snRNP-Partikel in den Speckles verbleiben. Da das p110-Protein, das in der Zelle ausschließlich mit dem U6 mono- und dem U4/U6 di-snRNP-Partikel assoziiert vorliegt, über ein Lokalisierungssignal für die Cajal Bodies verfügt, ergibt sich folgende Modellvorstellung für die finalen Schritte der [U4/U6.U5] tri-snRNP-Zusammenlagerung in den Cajal Bodies. Das U4/U6 di-snRNP-Partikel wird durch die Assoziation mit p110-Protein in den Cajal Bodies verankert. Dort bindet das U5 snRNP-Monopartikel an das U4/U6 di-snRNP-Partikel. Gleichzeitig wird das p110-Protein dissoziiert, wodurch das reife [U4/U6.U5] tri-snRNP-Partikel aus den Cajal Bodies freigesetzt wird.Als ein weiterer wichtiger Befund konnte im Rahmen der vorliegenden Arbeit erstmals gezeigt werden, dass die hPrp31- und hPrp6-Proteine essentiell für das Zellwachstum sind und in vivo eine entscheidende Verbindung zwischen dem U4/U6 di-snRNP- und dem U5 mono-snRNP-Partikel im tri-snRNP-Partikel ausbilden. Daraus folgt, dass die Umwandlung des Prä-Spleißosoms in das reife Spleißosom in Abwesenheit dieser beiden Proteine blockiert wird. Diese Erkenntnis ist vor dem Hintergrund, dass Punktmutationen im hPrp31-codierenden Gen in Patienten mit der autosomal dominanten Form der Augenkrankheit Retinitis pigmentosa (adRP) vorliegen, von großem Interesse.

Author dc:creator

• Schaffert, Nina

Contributors dc:contributor

• Lührmann, Reinhard Prof. Dr.
• Ficner, Ralf Prof. Dr.
• Pieler, Tomas Prof. Dr.

• 570 Biowissenschaften, Biologie
• Biologie
• Cajal Bodies/ hPrp31/ Prä-mRNA Spleißen/ Retinitis pigmentosa/ UsnRNP-Assemblierung/ U4/U6.U5 tri-snRNP-Partikel/ RNA-Interferenz
• Cajal bodies/ hPrp31/ pre-mRNA splicing/ retinitis pigmentosa/ UsnRNP biogenesis/ U4/U6.U5 tri-snRNP particle/ RNA Interferenz
• WF und WH

Licence

• https://webdoc.sub.gwdg.de/diss/copyr_diss.html

Language dc:language

ger

Identifier

https://dx.doi.org/10.53846/goediss-111
urn:nbn:de:gbv:7-webdoc-116-0
webdoc-116
497736322

OAI identifier oai:identifier

oai:ediss.uni-goettingen.de:11858/00-1735-0000-0006-ABF9-E