| Lizenz: Veröffentlichungsvertrag für Publikationen ohne Print on Demand (48MB) |
- URN zum Zitieren dieses Dokuments:
- urn:nbn:de:bvb:355-epub-439290
- DOI zum Zitieren dieses Dokuments:
- 10.5283/epub.43929
| Dokumentenart: | Hochschulschrift der Universität Regensburg (Dissertation) |
|---|---|
| Open Access Art: | Primärpublikation |
| Datum: | 13 Dezember 2023 |
| Begutachter (Erstgutachter): | Prof. Dr. Klaus D. Grasser und Prof. Dr. Jan Medenbach und Prof. Dr. Thomas Dresselhaus und Prof. Dr. Joachim Griesenbeck und Prof. Dr. Gunter Meister |
| Tag der Prüfung: | 13 Oktober 2020 |
| Institutionen: | Biologie und Vorklinische Medizin > Institut für Pflanzenwissenschaften Biologie und Vorklinische Medizin > Institut für Pflanzenwissenschaften > Lehrstuhl für Zellbiologie und Pflanzenphysiologie (Prof. Dr. Klaus Grasser) |
| Stichwörter / Keywords: | transcription elongation, alternative splicing, chromatin-adaptors complex, chromatin status, RNP II |
| Dewey-Dezimal-Klassifikation: | 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 500 Naturwissenschaften |
| Status: | Veröffentlicht |
| Begutachtet: | Ja, diese Version wurde begutachtet |
| An der Universität Regensburg entstanden: | Ja |
| Dokumenten-ID: | 43929 |
Zusammenfassung (Englisch)
Alternative splicing (AS) can be regulated in various ways. In this study it could be demonstrated that the loss of transcription elongation factors (TEFs) results in altered splicing pattern of a variety of genes. Different TEFs were shown to affect splicing of distinct targets with similar biological functions. Among the differentially alternatively spliced genes, intron retention was the most ...
Zusammenfassung (Englisch)
Alternative splicing (AS) can be regulated in various ways. In this study it could be demonstrated that the loss of transcription elongation factors (TEFs) results in altered splicing pattern of a variety of genes. Different TEFs were shown to affect splicing of distinct targets with similar biological functions. Among the differentially alternatively spliced genes, intron retention was the most prevalent altered AS event highlighting a main difference in AS between plant and mammalian systems. Two models have been proposed to explain the coupling between transcription and alternative splicing: kinetic coupling and recruitment coupling. According to the kinetic model, the RNAPII elongation rate affects the capacity of the splicosome to recognize weaker splice sites what affects the splicing decision. In the recruitment model, histone modifications, chromatin status and RNAPII are key players in recruiting splicing factors to the transcription elongation complex (TEC) by an interaction with the C-terminal domain (CTD) of RNAPII. Chromatin Immunoprecipitation sequencing (ChIPseq) revealed that the TEFs Suppressor of Ty 4 (SPT4) and Interacts with SPT6 (IWS1) influence RNAPII occupancy along genes providing an explanation for the altered splicing pattern in the tef mutants based on the kinetic model. Additionally, ChIPseq disclosed that SPT4 and IWS1 affect the phosphorylation status of RNAPII in different ways what according to the recruitment model, may explain the fact that both TEFs influence AS of distinct subsets of genes.
Besides the RNAPII processivity also chromatin adapter complexes can influence splicing decisions. The chromatin reader proteins MORF-releated gene 1 and 2 (MRG1 and MRG2) co-purified with various splicing related proteins but not with the polypyrimidine tract-binding protein (PTB2), indicating that in Arabidopsis an H3K36me3 adaptor complex is involved in the regulation of splicing but in a different way compared to the situation in mammals. The methyltransferase SET DOMAIN GROUP 7 (SDG7) was identified as a putative interactor of MRG proteins and a direct protein-protein interaction between MRG1, MRG2 and SDG7 could be confirmed by yeast-two hybrid and FRET experiments, demonstrating that SDG7 may be involved in the regulation of an MRG dependent chromatin adapter complex. Phenotyping of plants lacking the TEF IWS1 and both MRG factors suggests that IWS1 and MRGs function in the same pathway what points to a similar regulatory mechanism of the H3K36me3 – MRG chromatin adapter complex in mammals and plants. Global reduced H3K36me3 levels in iws1 mutant plants observed by Western blotting and ChIPseq further highlighted that also in plants IWS1 is a key regulator of H3K36me3 deposition. ChIP experiments immunoprecipitating MRG2 in iws1 mutant background further showed a correlation between H3K36me3 histone mark deposition and MRG2 recruitment to chromatin, indicating that in Arabidopsis an IWS1 regulated H3K36me3 – MRG chromatin adapter complex is involved in the regulation of AS.
Übersetzung der Zusammenfassung (Deutsch)
Alternatives Spleißen (AS) kann auf verschiedene Arten reguliert werden. In dieser Studie konnte gezeigt werden, dass der Verlust von Transkriptions-Elongationsfaktoren (TEFs) zu einem veränderten Spleißmuster einer Vielzahl von Genen führt. Es wurde gezeigt, dass verschiedene TEFs das Spleißen verschiedener Ziele mit ähnlichen biologischen Funktionen beeinflussen. Unter den differentiell ...
Übersetzung der Zusammenfassung (Deutsch)
Alternatives Spleißen (AS) kann auf verschiedene Arten reguliert werden. In dieser Studie konnte gezeigt werden, dass der Verlust von Transkriptions-Elongationsfaktoren (TEFs) zu einem veränderten Spleißmuster einer Vielzahl von Genen führt. Es wurde gezeigt, dass verschiedene TEFs das Spleißen verschiedener Ziele mit ähnlichen biologischen Funktionen beeinflussen. Unter den differentiell alternativ gespleißten Genen war die Intronretention das am häufigsten veränderte AS-Ereignis, das einen Hauptunterschied in der AS zwischen Pflanzen- und Säugetiersystemen hervorhob. Es wurden zwei Modelle vorgeschlagen, um die Kopplung zwischen Transkription und alternativem Spleißen zu erklären: kinetische Kopplung und Rekrutierungskopplung. Gemäß dem kinetischen Modell beeinflusst die RNAPII-Elongationsrate die Fähigkeit des Splicosoms, schwächere Spleißstellen zu erkennen, was die Spleißentscheidung beeinflusst. Im Rekrutierungsmodell spielen Histonmodifikationen, Chromatinstatus und RNAPII eine Schlüsselrolle bei der Rekrutierung von Spleißfaktoren für den Transkriptions-Elongationskomplex (TEC) durch Wechselwirkung mit der C-terminalen Domäne (CTD) von RNAPII. Die Chromatin-Immunpräzipitationssequenzierung (ChIPseq) ergab, dass der TEF-Suppressor von Ty 4 (SPT4) und die Wechselwirkungen mit SPT6 (IWS1) die RNAPII-Belegung entlang der Gene beeinflussen, was eine Erklärung für das veränderte Spleißmuster in den tef-Mutanten auf der Grundlage des kinetischen Modells liefert. Zusätzlich offenbarte ChIPseq, dass SPT4 und IWS1 den Phosphorylierungsstatus von RNAPII auf unterschiedliche Weise beeinflussen, was laut Rekrutierungsmodell die Tatsache erklären könnte, dass beide TEFs die AS verschiedener Untergruppen von Genen beeinflussen.
Neben der RNAPII-Prozessivität können auch Chromatinadapterkomplexe die Spleißentscheidungen beeinflussen. Die Chromatin-Reader-Proteine MORF-Releated Gen 1 und 2 (MRG1 und MRG2) wurden zusammen mit verschiedenen spleißbezogenen Proteinen, jedoch nicht mit dem Polypyrimidin-Trakt-bindenden Protein (PTB2) gereinigt, was darauf hinweist, dass bei Arabidopsis ein H3K36me3-Adapterkomplex an der Regulation beteiligt ist des Spleißens, aber auf eine andere Weise als bei Säugetieren. Die Methyltransferase SET DOMAIN GROUP 7 (SDG7) wurde als mutmaßlicher Interaktor von MRG-Proteinen identifiziert, und eine direkte Protein-Protein-Wechselwirkung zwischen MRG1, MRG2 und SDG7 konnte durch Hefe-Zwei-Hybrid- und FRET-Experimente bestätigt werden, was zeigt, dass SDG7 beteiligt sein könnte die Regulation eines MRG-abhängigen Chromatinadapterkomplexes. Die Phänotypisierung von Pflanzen ohne TEF IWS1 und beide MRG-Faktoren legt nahe, dass IWS1 und MRG auf demselben Weg funktionieren, was auf einen ähnlichen Regulationsmechanismus des H3K36me3-MRG-Chromatinadapterkomplexes bei Säugetieren und Pflanzen hinweist. Global reduzierte H3K36me3-Spiegel in iws1-Mutantenpflanzen, die durch Western Blot und ChIPseq beobachtet wurden, hoben weiter hervor, dass IWS1 auch in Pflanzen ein Schlüsselregulator der H3K36me3-Ablagerung ist. ChIP-Experimente, bei denen MRG2 im Hintergrund der iws1-Mutante immunpräzipitiert wurde, zeigten ferner eine Korrelation zwischen der Ablagerung von H3K36me3-Histonmarkierungen und der Rekrutierung von MRG2 zu Chromatin, was darauf hinweist, dass bei Arabidopsis ein IWS1-regulierter H3K36me3-MRG-Chromatinadapterkomplex an der Regulation von AS beteiligt ist.
Metadaten zuletzt geändert: 13 Dez 2023 11:36
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