Since molecular structure of hnRNP is not available in foreseeable future, it is best to construct a working model for hnRNP structure. A geometric problem, assembly of $700{\pm}20$ nucleotides with 48 proteins, is visualized by a frame work in which all the proteins participate in primary binding, followed by secondary, tertiary and quaternary binding with neighboring proteins without additional import. Thus, 40S hnRNP contains crown-like secondary structure (48 stemloops) and appearance of 6 petal (octamers) rose-like architectures. The proteins are wrapped by RNA. Co-transcriptional folding for RNP fibril of FMR1 gene can produce 2,571 stem-loops with frequency of 1 stem-loop/15.3 nucleotides and 53 40S hnRNP beaded structure. By spliceosome driven reactions, there occurs removal of 16 separate lariated RNPs, joining 17 separate beaded exonic structures and anchoring EJC on each exon junction. Skipping exon 12 has 5'GU, 3'AG and very compact folding pattern with frequency of 1 stem-loop per 12 nucleotides in short exon length (63 nucleotides). 5' end of exon 12 contains SS (Splicing Silencer) element of UAGGU. In exons 10, 15 and 17 where both regular and alternative splice sites exist, SS (hnRNP A1 binding site) is observed at the regular splicing site. End products are mature FMR-1 mRNP, 4 species of Pri-microRNAs derived from introns 7,9,15 and 3'UTR of exon17, respectively. There may also be some other regulatory RNAs containing ALU/Line elements as well.
The GC-rich discriminator sequence between the -10 region and the transcription start site of the rnpB promoter is responsible for stringent control of M1 RNA synthesis. The rnpB promoter also contains a G nucleotide at the previously identified transcription start site. In this study, we examined by mutagenesis of G to A whether this +1G nucleotide is involved in the stringent response. We found that the change did not alter the stringent response. Since the +1 mutation might alter transcription initiation, we compared the transcription start sites of the wt and mutant promoters by primer extension analysis. Surprisingly, we found that wild type rnpB transcription starts at both the +1G position (70%) and the -1C position (30%), and that the +1A mutation led to transcription initiation exclusively at the -1C position. We also generated two transversion mutations at the -1 position, both of which led to transcription starting exclusively at that position. The -1G mutant promoter gave a stringent signal similar to the wild-type, whereas the -1A mutant generated a significantly less stringent signal. Base on these results, we propose that a short sequence, up to 7 bp downstream of the -10 region, is involved in the stringent response of the rnpB promoter.
Although extensively characterized in human cells, no heterogeneous nuclear ribonucleoprotein(hnRNP) has been found in the fission yeast Schizosaccharomyces pombe which is amenable to genetic studies and more similar to mammals than Saccharomyces cerevisiae is in terms of RNA processing. As a first step to characterize hnRNPs from S. pombe, attempt was made to find human hnRNP A1 homologs from S. pombe. The RNA molecule (A1 winner) containing the consensus high-affinity hnRNP A1 binding site (UAGGGA/U) was synthesized in vitro and used in an ultraviolet(UV) light-induced protein-RNA cross-linking assay. A number of S, pombe proteins bound to the A1 winner RNA. An approximately 50-kDa protein(p50) cross-linked more efficiently to the A1 winner RNA than other proteins. The p50 protein did not cross-link to a nonspecific RNA, but rather to the A1-5’ SS RNA in which the consensus 5’ splice junction sites of S. pombe introns were abolished. This suggests that the p50 protein, however, did not bind to the single-stranded DNA to shich the human hnRNP A1 could bind and be eluted with 0.5M NaCl. Further analysis should reveal more features of this RNA-binding protein.
버섯의 오랜 역사에도 불구하고 버섯의 유전적 기능과 분자유전학을 응용한 신품종 개발에 대한 연구는 크게 부족한 상황이다. 그러나 최근 유전자 가위인 CRISPR/Cas를 이용한 새로운 유전자 교정 기술이 개발됨에 따라 버섯 연구에서 이 기술을 이용한 다양한 시도가 이루어지고 있다. 특히 선택의 용이성을 위해 외래 유전자 삽입 없이도 고효율로 유전자 편집이 가능한 RNPs를 활용한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나 RNPs는 원형질체의 세포막을 통과하기에 Cas9이 너무 거대하고 guide RNA가 쉽게 파괴된다는 단점을 가지고 있다. 이러한 단점을 극복하기 위하여 세포막 통과에 용이한 미네랄 성분인 CaP와 PAA를 조합하여 Nanoparticle을 형성함으로써 극복하고자 했다. 표고버섯 단핵 균주인 산조705-13을 이용하여 원형질체 분리에 적합한 Osmotic buffer를 찾기 위하여 0.6M과 1.2M의 Sucrose, Sorbitol, Mannitol, KCl을 처리하였고 그 결과 0.6M Sucrose가 가장 적합한 osmotic buffer임을 확인하였다. 또한 CaP으로 RNPs와 Nanoparticle 복합체를 형성하고 이 복합체가 RNase A로부터 RNPs의 기능을 온전히 보호하는 것을 확인할 수 있었다.
진화적으로 보존된 TREX 복합체의 구성요소인 Yra1/ALY는 hnRNP-유사 단백질의 REF (RNA와 방출인자 결합단백질) 계열에 속하는 단백질로서 전사, 핵 RNA의 안정성, mRNA의 핵에서 방출 등 여러 과정에 관여하는 것으로 알려져 있다. 분열효모 Schizosaccharomyces pombe의 게놈에는 2개의 REF 단백질을 암호화하고 있다. 이미 mRNA 방출인자로 알려진 Mlo3 이외에 THO 복합체의 구성인자로 예측되는 Tho4이 존재한다. 본 연구에서 tho4 (SPBC106.12c) 유전자의 결실이 생장과 mRNA의 방출에 영향을 주지 않는다는 것을 알았다. 그러나 tho4 유전자를 과발현시키면 생장이 늦어지고 $poly(A)^+$ RNA가 핵 안에 약간 축적되었다. ${\Delta}tho4$${\Delta}mlo3$와 ${\Delta}tho4$${\Delta}mex67$ 이 중 돌연변이는 어느 것도 추가적인 생장 결함을 보이지 않았다. 또한 Yeast two-hybrid와 공동침전(Co-immunoprecipitation) 분석에서 Tho4는 THO/TREX 복합체의 다른 구성인자들과 어떠한 상호작용도 보이지 않았다. 이와 같은 관찰결과들은 S. pombe의 Tho4 단백질이 기대와는 다르게THO/TREX 복합체의 구성인자가 아니며, mRNA 방출에도 직접 관여하지 않음을 의미한다.
A Reum Han;Ha Rim Shin;Jiyeon Kweon;Soo Been Lee;Sang Eun Lee;Eun-Young Kim;Jiyeon Kweon;Eun-Ju Chang;Yongsub Kim;Seong Who Kim
BMB Reports
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제57권1호
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pp.60-65
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2024
The CRISPR-Cas9 system has significantly advanced regenerative medicine research by enabling genome editing in stem cells. Due to their desirable properties, mesenchymal stem cells (MSCs) have recently emerged as highly promising therapeutic agents, which properties include differentiation ability and cytokine production. While CRISPR-Cas9 technology is applied to develop MSC-based therapeutics, MSCs exhibit inefficient genome editing, and susceptibility to plasmid DNA. In this study, we compared and optimized plasmid DNA and RNP approaches for efficient genome engineering in MSCs. The RNP-mediated approach enabled genome editing with high indel frequency and low cytotoxicity in MSCs. By utilizing Cas9 RNPs, we successfully generated B2M-knockout MSCs, which reduced T-cell differentiation, and improved MSC survival. Furthermore, this approach enhanced the immunomodulatory effect of IFN-r priming. These findings indicate that the RNP-mediated engineering of MSC genomes can achieve high efficiency, and engineered MSCs offer potential as a promising therapeutic strategy.
출아효모 Saccharomyces cerevisiae에서 RNA-binding 단백질인 Tho1은 mRNA가 전사되는 동안 초기 mRNA에 결합하여 mRNP 생성과 성숙한 mRNA의 핵에서 세포질로의 방출에 관여하는 것으로 여겨진다. 분열효모 Schizosaccharomyces pombe에서도 Tho1과 유사한 단백질을 암호화하는 유전자(spTho1로 명명)를 찾아 그 특성을 조사하였다. 이배체 S.pombe 균주에 하나의 spTho1 유전자만을 결실시킨 후 4분체분석을 수행한 결과, 이 유전자는 생장에 반드시 필요하지 않았다. 또한 spTho1 결실 돌연변이는 mRNA의 핵에서 세포질로의 방출도 정상적으로 보였다. 그러나 티아민에 의해 발현이 조절되는 강력한 프로모터를 이용하여 spTho1를 과발현시키면, 세포의 생장이 억제되었으며 $poly(A)^+$ RNA가 핵 안에 축적되었다. 이와 같은 결과들은 spTho1 유전자가 필수적이지는 않지만 mRNA의 핵에서 세포질로의 방출에 관여하고 있음을 시사한다.
In this paper we show that some operators defined on the Banach space with an unconditional basis and $L^1({\mu})$ into a Banach space with the RNP have liftable operators.
THOC1/Hpr1는 mRNA가 전사되는 동안 mRNP의 포장과 mRNA 방출에 관여하는 진화적으로 잘 보존된 THO 복합체의 한 소단위이다. 분열효모 Schizosaccharomyces pombe에서도 THOC1/Hpr1과 유사한 단백질을 암호화하는 유전자(sphpr1로 명명)를 찾아 그 특성을 조사하였다. 이배체 S. pombe 균주에 하나의 sphpr1 유전자만을 결실시킨 후 4분체 분석을 수행한 결과, 이 유전자는 생장에 필수적이었다. 티아민에 의해 발현이 조절되는 강력한 nmt1 프러모터를 이용하여 sphpr1를 과발현시키더라도 세포의 생장과 mRNA 방출에는 전혀 영향이 없었다. 하지만, sphpr1의 발현을 억제하면 생장이 억제되었으며 poly$(A)^+$ RNA가 핵 안에 축적되었다. 이와 같은 결과들은 sphpr1 유전자가 생장과 mRNA의 핵에서 세포질로의 방출에 관여하고 있음을 시사한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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