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| U1 スプライソソーム RNA | |
|---|---|
 | |
| 識別子 | |
| シンボル | ユー1 |
| Rfam | RF00003 |
| その他のデータ | |
| RNAタイプ | 遺伝子; snRNA ;スプライシング |
| ドメイン | 真核生物 |
| 行く | GO:0000368 GO:0030627 GO:0005685 |
| それで | 0000391 0 ... |
| PDB構造 | PDBe |
U1 スプライソソーム RNAは、U1 snRNP (小核リボ核タンパク質) の小核 RNA (snRNA) 成分であり、他の snRNP、未修飾のpre-mRNA 、およびさまざまな他のタンパク質と結合して、 pre-mRNAのスプライシングが発生する大きな RNA-タンパク質分子複合体であるスプライソソームを組み立てるRNA-タンパク質複合体です。スプライシング、つまりイントロンの除去は、転写後修飾の主要な側面であり、真核生物の核内でのみ発生します。
構造と機能
ヒトでは、U1 スプライソソーム RNA は 164 塩基長で、4 つのステムループを形成し、5'-トリメチルグアノシン5 プライムキャップを有する。塩基 3 から 10 は、 RNA スプライシング中にイントロンの 5' スプライス部位と塩基対を形成する保存された配列であり、塩基 126 から 133 は Sm 部位を形成し、その周りに Sm リングが組み立てられる。ステムループ I はU1-70Kタンパク質に結合し、ステムループ II はU1 A タンパク質に結合し、ステムループ III と IV はコア RNP ドメイン、つまり SmB/B'、SmD1/2/3、SmE、SmF、および SmG からなるヘテロヘプタマー Sm リングに結合します。U1 C は主にタンパク質間相互作用を介して相互作用します。[1] [2]
実験により、U1 snRNAの5'スプライス部位への結合はスプライソソームの組み立てを開始するために必要だが、それだけでは十分ではないことが実証されている。[3] U2 snRNPとU5.U4/U6 tri-snRNPのリクルートメントに続いて、スプライソソームはスプライシング触媒が起こる前に5'スプライス部位をU1 snRNAからU6 snRNAに転送する。[4]
後生動物と酵母のU1 snRNAの配列と二次構造には大きな違いがあり、後者の方がはるかに長い（ヒトの164ヌクレオチドに対して568ヌクレオチド）。しかし、二次構造の予測では、すべてのU1 snRNAがヘリックスI、II、IIIの近位領域、およびIVからなる「共通コア」を共有していることが示唆されている。 [5]このファミリーには、より大きな酵母配列は含まれていない。
U1 snRNP の非標準的な役割は、最近、代替ポリAサイト選択の調節において説明されました[6] 転写速度の増加により U1 snRNP が「吸収」され、その利用可能性が低下することが提案されています。このモデルは、アンチセンス モルフォリノ オリゴヌクレオチドで U1 snRNP レベルを低下させると、ポリA の使用量が用量依存的に変化し、より短い mRNA 転写産物が生成されるため、実験的に裏付けられています。
病気における役割
U1 snRNPは多くの疾患、特にミスフォールドタンパク質の存在を特徴とする疾患に関与している。例えば、健康な人の脳細胞から採取したU1 snRNPのタンパク質成分であるU1-70kは、アルツハイマー病患者の脳細胞から採取したアミロイド凝集体の存在下では不溶性になることがわかった。[7] [8] U1の過剰発現はオートファジーの発現レベルを上昇させ、リソソーム生合成を変化させる[9]
同様に、家族性筋萎縮性側索硬化症 (ALS) 患者の線維芽細胞では、U1 snRNP のコア成分 (つまり、Sm タンパク質と U1 snRNA) が、FUS と呼ばれるタンパク質の変異バージョンとともに細胞質に誤って共局在していることがわかりました (FUS は、露出した核局在配列を持っているため、理想的には核に局在するはずです)。この研究の著者らは、実験的に U1 snRNP をノックダウンすると、運動ニューロンの軸索が切断されることも発見しました。これは、スプライシングの欠陥が ALS の病因に関与している可能性があることを示唆しています。[10]
ゲノムワイドテレスクリプティングにおける役割
テレスクリプティングは、U1 snRNP が未熟な切断とポリアデニル化 (PCPA) を抑制し、細胞内で必要なときに大きな転写産物が合成できるようにするプロセスです。イントロンは、ポリアデニル化シグナル (PAS) と呼ばれるものを持っています。これらの部位は、切断とポリアデニル化 (PCPA と呼ばれるプロセス) によって pre-mRNA が終結される場所です。[11] 5' スプライス部位認識の役割に加えて、U1 snRNP は、pre-mRNA 内の露出した PAS を保護して伸長が継続できるようにすることで、新生転写産物を保護します。さらに、U1 テレスクリプティングは、中央値が 39 キロ塩基対である大きな遺伝子のイントロンにおける長距離転写伸長に特に重要であることがわかっています。[12]
参照
参考文献
- ^ Nagai K, Muto Y, Pomeranz Krummel DA, Kambach C, Ignjatovic T, Walke S, Kuglstatter A (2001 年 5 月). 「スプライソソーム snRNP の構造とアセンブリ。Novartis Medal Lecture」。生化学会誌29 (第 2 部): 15–26. doi :10.1042/bst0290015. PMID 11356120.
- ^ Stark H 、Dube P、 Lührmann R、Kastner B (2001 年 1 月)。「スプライソソーム U1 核小リボ核タンパク質粒子における RNA とタンパク質の配置」。Nature . 409 ( 6819 ): 539–42。Bibcode :2001Natur.409..539S。doi :10.1038/35054102。PMID 11206553。S2CID 4421636 。
- ^ Weaver RF (2005).分子生物学. ボストン: McGraw-Hill . pp. 433. ISBN 9780072846119. OCLC 53900694.
- ^ Will CL、 Lührmann R (2011 年 7 月)。「スプライソソームの構造と機能」。Cold Spring Harbor Perspectives in Biology。3 ( 7): a003707。doi :10.1101/ cshperspect.a003707。PMC 3119917。PMID 21441581。
- ^ Zwieb C (1997年1月). 「uRNAデータベース」.核酸研究. 25 (1): 102–3. doi : 10.1093 /nar/25.1.102. PMC 146409. PMID 9016512.
- ^ Berg MG、Singh LN、Younis I、Liu Q、Pinto AM、Kaida D、Zhang Z、Cho S、Sherrill-Mix S、Wan L、Dreyfuss G (2012 年 7 月)。「U1 snRNP は mRNA の長さを決定し、アイソフォームの発現を制御する」。Cell . 150 ( 1): 53–64. doi :10.1016/j.cell.2012.05.029. PMC 3412174 . PMID 22770214。
- ^ Diner I、Hales CM、Bishof I、Rabenold L、Duong DM、Yi H、Laur O、Gearing M、Troncoso J、Thambisetty M、Lah JJ、Levey AI、Seyfried NT (2014 年 12 月)。「アルツハイマー病における小核リボ核タンパク質 U1-70K の凝集特性」。The Journal of Biological Chemistry 。289 ( 51): 35296–313。doi : 10.1074 / jbc.M114.562959。PMC 4271217。PMID 25355317。
- ^ Bai B, Hales CM, Chen PC, Gozal Y, Dammer EB, Fritz JJ, Wang X, Xia Q, Duong DM, Street C, Cantero G, Cheng D, Jones DR, Wu Z, Li Y, Diner I, Heilman CJ, Rees HD, Wu H, Lin L, Szulwach KE, Gearing M, Mufson EJ, Bennett DA, Montine TJ, Seyfried NT, Wingo TS, Sun YE, Jin P, Hanfelt J, Willcock DM, Levey A, Lah JJ, Peng J (2013 年 10 月)。「アルツハイマー病における U1 小核リボ核タンパク質複合体と RNA スプライシングの変化」。米国科学アカデミー紀要。110 (41): 16562–7。Bibcode : 2013PNAS..11016562B . doi : 10.1073 / pnas.1310249110.PMC3799305.PMID24023061 .
- ^ Cheng Z、Du Z、Zhai B 、 Yang Z、Zhang T (2018年1月)。「U1小核RNA過剰発現はADに関連するオートファジー-リソソーム系に関係している」。 神経科学研究。136 :48–55。doi :10.1016/ j.neures.2018.01.006。PMID 29395359。S2CID 19262444 。
- ^ Yu Y, Chi B, Xia W, Gangopadhyay J, Yamazaki T, Winkelbauer-Hurt ME, Yin S, Eliasse Y, Adams E, Shaw CE, Reed R (2015 年 3 月). 「U1 snRNP は、FUS に NLS 変異を持つ ALS 患者の線維芽細胞で誤って局在し、ゼブラフィッシュの運動ニューロンの成長に必要である」。核酸研究。43 ( 6): 3208–18。doi :10.1093 / nar /gkv157。PMC 4381066。PMID 25735748。
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- ^ Oh JM、Di C、Venters CC、Guo J、Arai C、So BR、Pinto AM、Zhang Z、Wan L、Younis I、Dreyfuss G (2017 年 11 月)。「U1 snRNP テレスクリプトはサイズ機能階層化ヒトゲノムを制御する」。Nature Structural & Molecular Biology . 24 (11): 993–999. doi :10.1038/nsmb.3473. PMC 5685549 . PMID 28967884。
さらに読む
- Oubridge C、Ito N、Evans PR、Teo CH、Nagai K (1994 年12月)。 「 RNA ヘアピンと複合体を形成した U1A スプライソソームタンパク質の RNA 結合ドメインの 1.92 Å 解像度での結晶構造」。Nature。372 ( 6505 ) : 432–8。Bibcode : 1994Natur.372..432O。doi :10.1038/372432a0。PMID 7984237。S2CID 9404488。
- Katsamba PS、Myszka DG、Laird-Offringa IA (2001 年 6 月)。「機能的に異なる 2 つのステップが U1A タンパク質と U1 ヘアピン II RNA の高親和性結合を仲介する」。The Journal of Biological Chemistry。276 ( 24): 21476–81。doi : 10.1074/ jbc.M101624200。PMID 11297556。
外部リンク
- Rfamの U1 スプライソソーム RNA のページ