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Regulation and function of key RNA processing factors in innate immunity
Adrian Söderholm
Art der Arbeit
Dissertation
Universität
Universität Wien
Fakultät
Zentrum für Molekulare Biologie
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Doctor of Philosophy-Doktoratsstudium Naturwissenschaften (Lebenswissenschaften): Molekulare Biologie
Betreuer*in
Gijs Versteeg
DOI
10.25365/thesis.80355
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-22257.06004.402296-2
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Die präzise Regulation der angeborenen Immunantwort ist entscheidend, um Pathogenelimination und Immunkontrolle mit der Vermeidung chronischer Entzündungen und Autoimmunität in Einklang zu bringen. Während die posttranslationale Regulation der Interferon-γ-(IFNγ)-Signalübertragung über JAK/STAT-Faktoren gut charakterisiert ist, sind co- und posttranskriptionale Mechanismen, die den Ausgang des Signalwegs beeinflussen, noch weitgehend unverstanden. Diese Dissertation untersucht systematisch, wie RNA-Prozessierung zur IFNγ-Signalübertragung beiträgt, und identifiziert neue regulatorische Knotenpunkte auf RNA-Ebene mit weitreichenden Implikationen für die Immunhomöostase. Mittels eines genomweiten CRISPR/Cas9-Screens, der die endogene Proteinmenge des interferon regulatory factor 1 (IRF1) als Proxy für die IFNγ-Signalaktivität misst, identifizierte ich den hochkonservierten Faktor Enhancer of Rudimentary Homolog (ERH) sowie mehrere assoziierte Faktoren – darunter serine/arginine-rich splicing factor 1 (SRSF1), der exon junction complex (EJC) und der Export-Adaptor ALYREF – als essenzielle Regulatoren der IFNγ-Signalübertragung. Mechanistische Analysen zeigten, dass ERH das korrekte Spleißen von AU-reichen Introns, insbesondere im JAK2-Transkript, sicherstellt und so die JAK2-Expression und die nachgeschaltete Signalantwort aufrechterhält. Der Verlust von ERH führte zu weitverbreiteter Intron-Retention und nuklearer Retention bzw. Degradation der betroffenen Transkripte und positioniert ERH damit als kritischen Kontrollpunkt, der Spleißen, nukleare Qualitätskontrolle und Export verbindet – sowie als zentralen Ermöglicher der IFNγ-vermittelten Immunaktivierung. Zusätzliche Arbeiten in dieser Dissertation charakterisierten weitere Regulierungsebenen zentraler Faktoren der angeborenen Immunität, die an Transkription und RNA-Abbau beteiligt sind. Ich trug zur Entdeckung bei, dass der E3-Ubiquitin-Ligase-Rezeptor speckle-type BTB/POZ protein (SPOP) IRF1 direkt ubiquitiniert, dessen proteasomalen Abbau steuert und so seine Transkriptionsaktivität reguliert. Darüber hinaus half ich, HUWE1 als dominanten Regulator des mRNA-Abbauproteins Tristetraprolin (TTP) zu identifizieren, wobei HUWE1 die TTP-Protein-Stabilität durch Modulation bislang wenig beachteter TTP-Phosphorylierungsereignisse kontrolliert. Diese Arbeit erweitert bisherige Modelle darüber, wie Phosphorylierung den TTP-Umsatz mit der Auflösung von Entzündungen koordiniert. Zusammenfassend heben diese Studien RNA-Prozessierung und Proteinumsatz als zentrale Regulierungsebenen der angeborenen Immunität hervor. Sie etablieren die ERH-vermittelte Kontrolle der Intron-Retention als entscheidenden Bestimmungsfaktor der IFNγ-Signalübertragung und liefern neue mechanistische Einblicke, wie IRF1- und TTP-Mengen präzise abgestimmt werden, um eine effektive Immunabwehr zu gewährleisten und gleichzeitig Immunpathologien zu verhindern.
Abstract
(Englisch)
Accurate regulation of innate immune signalling is essential to balance pathogen clearance and immunosurveillance with prevention of chronic inflammation and autoimmunity. While post-translational regulation of interferon-γ (IFNγ) signalling via JAK/STAT factors is well characterised, co- and post-transcriptional mechanisms that shape pathway output remain poorly understood. This thesis systematically investigates how RNA processing contributes to IFNγ signalling and identifies novel RNA regulatory nodes with broad implications for immune homeostasis. Using a genome-wide CRISPR/Cas9 screen measuring endogenous interferon regulatory factor 1 (IRF1) protein abundance as a proxy for IFNγ signalling, I identified the highly conserved factor Enhancer of Rudimentary Homolog (ERH) and several associated factors – including serine/arginine-rich splicing factor 1 (SRSF1), the exon junction complex (EJC), and the export adaptor ALYREF – as essential regulators of IFNγ signalling. Mechanistic dissection revealed that ERH safeguards proper splicing of AU-rich introns, notably within the JAK2 transcript, thereby maintaining JAK2 expression and downstream pathway responsiveness. ERH loss caused widespread intron retention and nuclear retention/degradation of affected transcripts, positioning ERH as a critical checkpoint linking splicing, nuclear surveillance, and export, as well as a key enabler of IFNγ-driven immune activation. Additional work in this thesis characterised further regulatory layers of key innate immune factors involved in transcription and RNA decay. I contributed to the discovery that the E3 ubiquitin ligase receptor speckle type BTB/POZ protein (SPOP) directly ubiquitinates IRF1, controlling its proteasomal degradation and thereby its transcriptional activity. Furthermore, I helped uncover HUWE1 as a dominant regulator of the mRNA decay factor tristetraprolin (TTP), revealing that HUWE1 controls TTP protein stability by modulating previously underappreciated TTP phosphorylation events. This work expands upon previous models of how phosphorylation coordinates TTP turnover with inflammatory resolution. Together, these studies highlight RNA processing and protein turnover as central regulatory layers of innate immunity. They establish ERH-mediated intron retention control as a pivotal determinant of IFNγ signalling and provide new mechanistic insights into how IRF1 and TTP abundance are precisely tuned to balance effective innate immune defence with the prevention of immunopathology.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
Angeborene Immunität Interferon-Gamma-Signalübertragung ERH RNA-Prozessierung Intron-Retention Spleißen JAK2 IRF1 TTP HUWE1 SPOP Phosphorylierung Ubiquitinierung CRISPR posttranskriptionale Regulation
Schlagwörter
(Englisch)
innate immunity interferon-gamma signalling ERH RNA processing intron retention splicing JAK2 IRF1 TTP HUWE1 SPOP phosphorylation ubiquitination post-transcriptional regulation CRISPR
Autor*innen
Adrian Söderholm 
Haupttitel (Englisch)
Regulation and function of key RNA processing factors in innate immunity
Publikationsjahr
2025
Umfangsangabe
213 Seiten : Illustrationen
Sprache
Englisch
Beurteiler*innen
Martin Leeb ,
Matthias Ronald Schaefer
AC Nummer
AC17781414
Utheses ID
78278
Studienkennzahl
UA | 794 | 685 | 490 |