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Authors: Mestdagh, Claire
Title: Investigating the mechanism of the Exon Junction Complex in pre-mRNA splicing and its implication in the piRNA pathway
Online publication date: 15-Feb-2016
Language: english
Abstract: The exon junction complex (EJC) is a highly conserved ribonucleoprotein complex which binds RNAs at a late stage of the splicing reaction and remains associated with them following export to the cytoplasm. This complex is involved in several cellular post-transcriptional processes including mRNA localization, translation and degradation. The EJC plays an additional role in the splicing of a subset of genes in Drosophila and in human cells but the underlying mechanism remains to be elucidated. The goal of my PhD project was to decipher the mechanism of the EJC in the splicing process. To this end, we have searched for new developmentally regulated EJC targets. We have found a novel function for the EJC and its splicing subunit RnpS1 in preventing transposon accumulation in both Drosophila germline and surrounding follicular cells. We have shown that this function appears to be mediated through the control of the splicing of the piwi transcript. Piwi is involved in the piRNA pathway, a mechanism leading to transposon repression. In absence of RnpS1, one of the piwi intron is retained. This intron contains a weak 5’ splice site as well as degenerate transposon fragments, reminiscent of heterochromatic introns. Furthermore, we identified a small A/T rich region, which alters its polypyrimidine tract and confers dependency to RnpS1. We demonstrated that the removal of this intron by RnpS1 requires the initial splicing of the flanking introns, suggesting a model in which the EJC facilitates the splicing of weak introns following its initial deposition to adjacent exon junctions. This work provides an interesting mechanism underlying the cooperation between introns in facilitating their splicing. In addition, it opens new avenues in the investigation of the regulation of the piRNA pathway as well as in the understanding of the polarity and kinetics of the splicing reaction.
Der Exon Junction Complex (EJC) ist ein hochkonservierter Ribonukleoproteinkomplex, der während der letzten Phase einer Splicingreaktion RNA bindet. Er bleibt mit der RNA verbunden und folgt ihr ins Zytoplasma, wo der Komplex eine Rolle in mehreren post-transkriptionellen Abläufen wie z.B. in der mRNALokalisierung, der Translation und dem mRNA-Abbau spielt. Der EJC hat zudem eine Funktion beim Splicing verschiedener Gene in Drosophila und in menschlichen Zellen; die Aufklärung des genauen Mechanismus ist Gegenstand der aktuellen Forschung. Das Projekt meiner Doktorarbeit zielte darauf ab, die Rolle des EJC beim Splicing weiter aufzuklären. Zu diesem Zweck haben wir neue Zielgene untersucht, die unter EJCRegulierung stehen. Wir haben eine neue Funktion für den EJC und seine Splicinguntereinheit RnpS1 in der Vorbeugung der Transposonakkumulation in der Keimbahn und den umliegenden follikularen Zellen von Drosophila gefunden. Wir konnten zeigen, dass dies durch die Kontrolle des piwi-Transkript-Splicings passiert. Piwi ist in den piRNA-Prozess involviert, eine Reaktionskette, die zur Transpositionsunterdrückung führt. In Abwesenheit von RnpS1 bleibt eines der piwi-Introns erhalten, welches eine schwache 5‘-Splice-Site und degenerierte Transposonfragmente enthält. Dies sind charakteristische Eigenschaften heterochromatischer Introns. Wir haben eine kleine A/T-reiche Region identifizieren können, die den Polypyrimidine-Trakt ändert und die RnpS1-Abhängigkeit überträgt. Wir haben desweiteren zeigen können, dass das Entfernen dieses Introns durch RnpS1 das vorhergehende Splicing der umliegenden Introns voraussetzt. Das lässt ein Modell vermuten, in welchem der EJC nach vorheriger Deposition an flankierenden Exon-Exon Kontakten das Splicing von schwachen Introns erleichtert. Diese Arbeit hat wichtige Fragen über piRNA-Prozess Regulation und Polarität und Kinetik in Splicingsreaktionskette eröffnet. Sie stellt auch eine interessantes Mechanismus zur Verfügung, über die Frage, wie Intron kooperieren, um ihnen Splicing zu verbessern.
DDC: 570 Biowissenschaften
570 Life sciences
Institution: Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Department: Externe Einrichtungen
Place: Mainz
DOI: http://doi.org/10.25358/openscience-1964
Version: Original work
Publication type: Dissertation
License: in Copyright
Information on rights of use: https://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/
Extent: 139 S.
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