Белок SRSF1 способен связывать и разворачивать РНК G-квадруплексы

В исследовании, опубликованном в Nucleic Acids Research, группа профессора Джуна Чжана из Университета Алабамы в Бирмингеме обнаружила, что белок SRSF1 обладает новой функцией — связывать и разворачивать сложные РНК G-квадруплексы.

Что такое G-квадруплекс (GQ)?

• Это структура в последовательностях ДНК и РНК, состоящая из четырёх гуаниновых оснований, соединённых в плоский массив (G-тетраду).
• Три или более слоёв G-тетрад формируют стабильную структуру GQ.

Роль GQ и проблема их стабильности

В норме GQ в клетке в конечном итоге разворачиваются, чтобы информация с РНК могла быть использована для синтеза белка. GQ часто регулируют уровень экспрессии белка. Однако из-за крайней стабильности их структуры, GQ сложно развернуть после формирования. Если GQ не развернуть, рибосома не может пройти, и необходимый белок не производится. Это особенно важно, если белок подавляет раковые клетки — невозможность развернуть GQ может привести к репликации злокачественных клеток.

Белок SRSF1 и его открытая функция

Чжан и его команда исследовали семейство SR-белков (богатых серином и аргинином), известных в первую очередь своим участием в сплайсинге РНК. SRSF1 регулирует сплайсинг более 1500 различных матричных РНК.

• Около 60% заболеваний могут быть связаны с нарушением сплайсинга.
• Лаборатория Чжана впервые успешно растворила полноразмерный белок SRSF1 в его нативном состоянии.
• Изучая ландшафт связывания РНК, команда обнаружила, что RS-домен SRSF1 предпочитает пурины пиримидинам.

Экспериментальное подтверждение

С помощью флуоресцентного резонансного переноса энергии (FRET) между красителями Cy3 и Cy5 учёные зафиксировали значительное снижение сигнала Cy5 после добавления SRSF1. Это снижение указывает на кооперативное связывание SRSF1 с GQ (на примере ARPC2 GQ) и последующее разворачивание этой структуры.

Значение открытия

Как отметил профессор Чжан, понимание того, как можно легко открывать структуры GQ, может предоставить новые возможности для разработки методов лечения некоторых заболеваний, поскольку ранее не было внешних инструментов для лёгкого разворачивания этих структур в клетке. Это исследование — начало понимания более широкой роли SR-белков в сплайсинге и трансляции РНК.