Комбинаторный контроль экспрессии кольцевых РНК Drosophila интронными повторами, hnRNP- и SR-белками

Тысячи эукариотических генов, кодирующих белки, подвергаются нек canonicalному сплайсингу с образованием кольцевых РНК. Биоинформатический анализ показал, что экзоны, образующие кольцевые РНК у Drosophila, обычно фланкированы длинными интронами, однако лежащие в основе механизмы образования этих кольцевых РНК в значительной степени неизвестны. Используя обширный мутагенез плазмид экспрессии и скрининг с применением РНК-интерференции (RNAi), мы показали, что циркуляризация гена laccase2 у Drosophila регулируется как интронными повторами, так и транс-действующими факторами сплайсинга. Подобно наблюдениям у человека и мыши, спаривание оснований между высококомплементарными транспозируемыми элементами способствует обратному сплайсингу. Длинные фланкирующие повторы (∼400 нуклеотидов [нт]) стимулируют котранскрипционную циркуляризацию, тогда как пре-мРНК, содержащие минимальные повторы (<40 нт), преимущественно образуют кольцевые РНК после обработки 3′-конца. В отличие от ранее охарактеризованной кольцевой РНК Muscleblind (Mbl), для биогенеза которой необходим белок Mbl, мы обнаружили, что уровни кольцевой РНК Laccase2 регулируются не белком Mbl и не продуктом гена Laccase2, а множественными гетерогенными ядерными рибонуклеопротеиновыми (hnRNP) и серин-аргининовыми (SR) белками, действующими комбинаторно. hnRNP- и SR-белки также регулируют экспрессию других кольцевых РНК Drosophila, включая Plexin A (PlexA), что указывает на общий механизм регуляции обратного сплайсинга. Кроме того, фланкирующие интроны laccase2 обеспечивают эффективную циркуляризацию разнообразных экзонов в клетках Drosophila и человека, предоставляя новый инструмент для изучения функциональных последствий экспрессии кольцевых РНК у эукариот.