Regulation der U3-, U8- und U13snoRNA-Expression durch Ddx5 und Ddx17

Abstract

snoRNAs (kleine nucleoläre RNAs) tragen im Verbund mit assoziierten Proteinen (snoRNPs genannt) zur Reifung ribosomaler RNAs, Transfer-RNAs und anderer Transkripte bei. Die meisten snoRNPs tun dies, indem sie die Basen ihrer Substrat-RNAs chemisch modifizieren; wenige andere werden für die strukturelle Organisation der reifenden Primärtranskripte benötigt. Zu diesen zählen die snoRNPs, deren RNA-Anteile durch die hier untersuchten C/D snoRNAs U3, U8 und U13 gebildet werden. Über die Regulation der Expression dieser snoRNAs ist wenig bekannt. Nach einem Knock-down von Ddx5/Ddx17 wurde ein deutlicher Anstieg der U3-, U8- und U13snoRNA Konzentrationen in HeLa-Zellen beobachtet. Als Ursache hierfür konnte eine Transkriptionssupression durch Ddx5/Ddx17 nachgewiesen werden, die Promotor abhängig und an der HDAC1 beteiligt ist. Der biologische Sinn dieser Transkriptionsregulation ist unklar, könnte aber mit der Funktion von Ddx5/Ddx17 bei der Zellproliferationkontrolle zusammenhängen. Tatsächlich konnte gezeigt werden, dass auch die durch Ddx5/17 regulierten snoRNAs bei Säugern für die Zellvermehrung und überlebenfähigkeit erforderlich sind. Mehr noch, es wurde gefunden, dass die U3snoRNA aufgrund einer Ago2-Interaktion in „RNA-induced silencing complexes“ (RISC) vorliegt, was auf eine miRNA-ähnliche Funktion hindeutet. Die 3´UTR der A kinase anchor protein 9 (AKAP 9)-mRNA konnte als potentielles Target einer solchen Funktion identifiziert werden.

Small nucleolar RNAs (snoRNAs) in cooperation with their associated proteins (snoRNPs) contribute to the maturation of ribosomal RNAs, transfer RNAs and other transcripts. Most snoRNPs mediate chemical base modifications of their substrate RNAs, few others are needed for the structural organization of maturing primary transcripts. Among the latter, those organized by the C/D snoRNAs U3, U8, U13 are studied is this dissertation. Our knowledge about the regulation and the expression of these snoRNAs is limited, and in this study, significant increase in the concentrations of U3-, U8-, and U13snoRNA are observed after a Knock-down of Ddx5/Ddx17 in HeLa cells. These alterations are shown to be caused by transcriptional suppression mediated by Ddx5/Ddx17 and HDAC1 in a promoter dependent way. The biological significance of this observation is unknown but may be related to the functional control of Ddx5/Ddx17 in cell proliferation. The U3-, U8-, and U13snoRNA, in deed, are shown here to be essential for proliferation and viability of human cells as well. Moreover, it was found that the U3snoRNA interacts with Ago2 in RNA-induced silencing complexes (RISC), pointing to a miRNA-like function of this snoRNA. The 3´UTR of the A-kinase anchor protein 9 (AKAP 9)-mRNA could be identified as a potential target of such a miRNA-like function.