发现通过新机制剪接的人类短内含子子集

在人类中，前体 mRNA 的长度差异很大(根据最近的研究，从 30 到 1,160,411 个核苷酸)。剪接的基本机制已经用包括 158-和 231-nt 内含子的模型前 mRNA 进行了研究，例如，它们在体外和体内都非常有效地剪接。这样的理想的前体mRNA含有良好的剪接信号序列，即U1 snRNP识别的5'剪接位点、分支位点(BS)序列和聚嘧啶束(PPT)，其后是3'剪接位点，分别为 U2 snRNP 和 U2AF2–U2AF1。梅达教授说：“鉴于人类内含子的长度不同，很可能存在不止一种机制。这是我们开始针对人类短内含子进行剪接研究的动机。”

Fukumura博士解释说：“我们之前对短内含子剪接过程的研究表明，真正的剪接因子U2AF2无法与截短的PPT结合，然后用U2AF取代RBM17以促进剪接。你知道，这是合理的，因为短内含子对于 PPT 的足够长度来说通常太紧。我们在2021年发表了这一发现。然而，RBM17在体外无法与截短的PPT结合，因此我们不知道RRM17如何识别截短的PPT和随后的3'剪接位点。因此，我们假设另一种蛋白质因子参与了 RBM17 依赖性剪接。” Mayeda 小组最终确定了 RBM17 依赖性剪接背后的蛋白质辅助因子，即 SAP30BP。他们的研究发表在 2023 年 12 月 7 日的《Cell Reports》杂志第 42 卷第 12 期上。

福村博士表示： “调查以前的参考文献至关重要。从三篇论文中，我确信 SAP30BP 是 RBM17 辅因子的最强候选者。”他们表明，人类早期剪接复合体中存在SAP30BP，果蝇SAP30BP和RBM17在果蝇短内含子上形成的剪接体中检测到，并且通过酵母双杂交分析确实检测到了SAP30BP和RBM17之间的结合。“如今，siRNA 介导的人细胞系中 SAPBP 的消耗是检查 RBM17 依赖性剪接抑制的简单直接方法。这是宾果游戏!”福村博士说。

通过下一代测序仪(RNA-Seq 分析)对 SAP30BP 耗尽的人类细胞中的转录本进行了分析，发现了许多 RBM17 和 SAP30BP 依赖性内含子。这些内含子分布在较短的范围内，截短的 PPT 确实是 RBM17/SAP30BP 依赖性的关键决定因素。因此，RBM17和SAP30BP是通用的剪接因子。

Mayeda 教授表示：“结构分析专家 Michael Sattler 教授对我们的研究非常感兴趣，这是一个幸运的巧合，我们可以开始富有成效的合作。”通过 UHM(U2AF-同源基序)-ULM(UHM-配体基序)结合的蛋白质-蛋白质相互作用在一般剪接反应中发挥着重要作用。 Sattler 实验室在 SAP30BP 中发现了隐藏的 ULM 序列，并通过 NMR(核磁共振)和 ITC(等温滴定量热法)分析证明这对于与 RBM17 中的 UHM 相互作用至关重要。

然而，RBM17-SAP30BP 相互作用的作用仍然是个谜。由于 RBM17 只有一个 UHM，因此 RBM17-SAP30BP 结合必须在 RBM17 与 SF3B1(U2 snRNP 的组成部分之一)相互作用之前释放，SF3B1 对于促进剪接至关重要。那么，RBM17-SAP30BP 相互作用的作用是什么? Mayeda 教授说：“Fukumura 使用抗磷酸 SF3B1 抗体设计了一种智能结合测定法来解决这个奇怪的问题，我们可以提供一个优雅的工作模型(参见图片)。”我们提出中间 RBM17-SAP30BP 复合物可防止非功能性 RBM17 与游离的未磷酸化 SF3B 结合，从而促进功能性 RBM17 与前 mRNA 上的活性磷酸化 SF3B1 结合。

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