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異種核リボ核蛋白質H1はフィトクロームとU1 snRNP複合体との複合体である
Heterogeneous Nuclear Ribonucleoprotein H1 Coordinates with Phytochrome and the U1 snRNP Complex to Regulate Alternative Splicing in .
PMID: 31409629 PMCID: PMC6790087. DOI: 10.1105/tpc.19.00314.
抄録
植物の光受容体は、遺伝子発現を厳密に制御して光合成応答を制御している。光受容体は様々なレベルで遺伝子発現を制御しているが、プレmRNAスプライシング段階での遺伝子発現制御機構は明らかになっていない。真核生物では、同じプレmRNAから2つ以上のmRNAを生成するオルタナティブスプライシングと呼ばれる機構が広く知られているが、この機構の大部分はスプライシングレギュレーターによって制御されており、スプライソーム成分をリクルートしてプレmRNAのスプライシングを開始させている。光受容体のフィトクロムは光を介したスプライシング制御に関与しているが、その詳細なメカニズムは明らかになっていない。ここでは、タンパク質-タンパク質相互作用解析を用いて、フィトクロム4がコケの核内にあるスプライシング制御因子である不均一核リボヌクレオタンパク質H1（PphnRNP-H1）と物理的に相互作用し、その過程が赤色光に依存していることを明らかにしました。本研究では、PphnRNP-H1が核内での赤色光応答に関与していることを明らかにし、赤色光活性化植物色素の存在下では、PphnRNP-H1はスプライシング因子であるpre-mRNA-processing factor39-1（PpPRP39-1）とより高い親和性で結合することを明らかにしました。さらに、PpPRP39-1はU1小核RNPのコアコンポーネントと結合していることが明らかになり、光を介したスプライシング制御にPphnRNP-H1とPpPRP39-1が関与していることが明らかになった。この結果は、植物クロムがタンパク質-タンパク質相互作用のカスケードを介してスプライスソームアセンブリの初期段階を標的とし、プレmRNAスプライシングと光応答を制御していることを示唆している。
Plant photoreceptors tightly regulate gene expression to control photomorphogenic responses. Although gene expression is modulated by photoreceptors at various levels, the regulatory mechanism at the pre-mRNA splicing step remains unclear. Alternative splicing, a widespread mechanism in eukaryotes that generates two or more mRNAs from the same pre-mRNA, is largely controlled by splicing regulators, which recruit spliceosomal components to initiate pre-mRNA splicing. The red/far-red light photoreceptor phytochrome participates in light-mediated splicing regulation, but the detailed mechanism remains unclear. Here, using protein-protein interaction analysis, we demonstrate that in the moss , phytochrome4 physically interacts with the splicing regulator heterogeneous nuclear ribonucleoprotein H1 (PphnRNP-H1) in the nucleus, a process dependent on red light. We show that PphnRNP-H1 is involved in red light-mediated phototropic responses in and that it binds with higher affinity to the splicing factor pre-mRNA-processing factor39-1 (PpPRP39-1) in the presence of red light-activated phytochromes. Furthermore, PpPRP39-1 associates with the core component of U1 small nuclear RNP in Genome-wide analyses demonstrated the involvement of both PphnRNP-H1 and PpPRP39-1 in light-mediated splicing regulation. Our results suggest that phytochromes target the early step of spliceosome assembly via a cascade of protein-protein interactions to control pre-mRNA splicing and photomorphogenic responses.
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