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Global interplay of A-to-I RNA editing & pre-mRNA splicing
Utkarsh Kapoor
Art der Arbeit
Dissertation
Universität
Universität Wien
Fakultät
Zentrum für Molekulare Biologie
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Doctor of Philosophy-Doktoratsstudium NAWI Bereich Lebenswissenschaften (Dissertationsgebiet: Molekulare Biologie, DK: RNA Biology)
Betreuer*in
Michael F. Jantsch
DOI
10.25365/thesis.58860
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-19652.33652.132954-7
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Abstracts
Abstract
(Deutsch)
RNA-editing durch Adenosin Deaminasen un prae-mRNA Spleissen sind mitei-nander gekoppelt. Adenosin Deaminasen, welche RNA editieren, erkennen dop-pelsträngige RNA-Strukturen, welche üblicherweise zwischen benachbarten, kom-plementären
Sequenzen ausgebildet werden. RNA-editing Ereignisse, welche zu einer
Umkodierung der RNA führen, werden oftmals durch Basenpaarungen zwischen
exonischen und intronischen Sequenzen definiert. Logischerweise muss in diesen Fällen die RNA Editierung passieren, bevor das Intron durch Spleissen entfernt wurde. Daraus folgt ebenfalls, dass die Geschwindigkeit des Spleissvorganges, auch das Ausmass der RNA-Editierung beeinflussen kann. Umgekehrt konnte auch gezeigt werden, dass manche Editing Ereignisse benachbarte Spleissreakti-onen beeinflussen können. Mithilfe von Inhibitoren, welche das Spleissen beein-flussen, sowie mit
genetischen Mausmodellen in welchen eines der beiden RNA-Editierungsenzyme
ADAR1 oder ADAR2 deletiert wurde, haben wir die Interaktion von Editing und
Spleissen untersucht.
Unsere Studie zeigt eine ungewöhnlich hohe Zahl an RNA Editierungsereignissen in Introns, welche die Zahl der bisher bekannten Editierungs Ereignisse in der Maus bei weitem übersteigt. Wir zeigen ebenso, dass eine Inhibierung des Spleis-sens zu einem Anstieg des Editings in Introns und Exons führt. Erstmals verwenden wir hier ein Mausmodell in welchem ADAR1 entfernt wurde, welches aber durch eine gleichzeitige Deletion eines Immunosensorgenes (MAVS) lebend erhalten werden konnte. In
diesem Mausmodell können wir zeigen, dass ADAR1 einen starken Einfluss auf das alternative Spleissen ausübt. Im Gegensatz dazu zeigt ADAR2 nur einen ge-ringen Einfluss auf das alternative Spleissen. Wir zeigen ebenso, dass der Einfluss von
ADAR1 auf das alternative Spleissen in verschiedenen Geweben variiert. Editing
Ereignisse, welche in der Nähe von Spleiss-Erkennungssequenzen auftreten,
reduzieren in der Regel die Effizienz des Spleissens. Wir zeigen auch, dass
Editierungsereignisse neue Spleisserkennungssequenzen generieren, diese aber auch zerstören kann. Ebenso können Binderegionen für RNA-bindende Proteine durch RNA-Editierung verändert werden. Unsere Studie wird durch eine Analyse des Einflusses von ADAR1 auf die Genese von zirkulären RNAs abgeschlossen.
Abstract
(Englisch)
Adenosine deamination-type editing and pre-mRNA splicing are tightly interlinked processes. Adenosine deaminases acting on RNA (ADARs) recognize double-stranded structures, typically formed between adjacent complementary sequences within one RNA. Frequently, editing events that lead to the recoding of mRNAs are defined by base pairing between the exonic editing site with an adjacent intronic editing complementary sequence (ECS). Consequently, editing needs to occur before the ECS is removed by splicing, implying that the speed of splicing affects the extent of editing. Conversely, it has been shown that inhibition of editing can interfere with splicing. Using inhibitors of splicing and genetic mouse models in which either one of the two editing enzymes ADAR1 or ADAR2 are deleted, we determine the interplay of pre-mRNA splicing and RNA editing. Our studies found an unexpected high level of intronic RNA editing events, exceeding the previously known number of editing events in the mouse. We show further, that inhibition of pre-mRNA splicing increases the rate of RNA editing, primarily in exons and introns.
For the first time, using a mouse model of Adar1 that has been partially rescued post birth by a concomitant knockout of Mavs or Ifih1, we can show that deletion of ADAR1 can strongly affect alternative splicing in both editing dependent as well editing independent manner. On the contrary, ADAR2 knockout mice fully rescued by over-expression of pre-edited Gria2 only show a minor change in splicing. Interestingly, we also observed that the impact of ADAR1 on splicing is different in different tissues. Furthermore, we noticed that A-to-I RNA editing influenced splicing efficiency. Lastly, we show that A-to-I RNA editing events can create or disrupt canonical splice sites and also impact binding motifs of RNA bind-ing proteins that are involved in splicing. We also supplement the study by analyzing ADAR1 mediated impact on circular RNAs.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
ADAR A-to-I RNA-editing pre-mRNA splicing Alternative splicing RNA-seq Mouse circular RNA
Schlagwörter
(Deutsch)
ADAR A-to-I RNA-Editierung Pre-mRNA-Spleißen Alternatives Spleißen RNA-Seq Maus zirkuläre RNA
Autor*innen
Utkarsh Kapoor
Haupttitel (Englisch)
Global interplay of A-to-I RNA editing & pre-mRNA splicing
Publikationsjahr
2019
Umfangsangabe
247 Seiten : Illustrationen, Diagramme
Sprache
Englisch
Beurteiler*innen
Heather Ann Hundley ,
Pavel Kovarik
Klassifikation
42 Biologie > 42.13 Molekularbiologie
AC Nummer
AC15477039
Utheses ID
51965
Studienkennzahl
UA | 794 | 685 | 490 |