Forscher entdecken, dass DNA-bindende C2H2-Zinkfingerproteine ​​auch die RNA-Verarbeitung regulieren

Forscher der University of Toronto haben gezeigt, dass eine wichtige Klasse von DNA-Bindungsfaktoren auch an RNA binden und so die Genexpression über verschiedene Mechanismen regulieren kann. Die Studie erweitert unser Verständnis der Funktionen dieser Proteine ​​erheblich und etabliert sie als eine neue Klasse von RNA-bindenden Proteinen.

C2H2-Zinkfingerproteine ​​sind die größte Gruppe von DNA-Bindungsfaktoren für die Transkription – den Prozess des Kopierens genetischer Informationen von der DNA in die Boten-RNA (mRNA). Da es in dieser Gruppe mehr als 700 Proteine ​​gibt, sind die meisten noch nicht gut verstanden. Die wenigen, die von gezielter Forschung profitiert haben, wurden auf ihre Rolle bei der Transkription untersucht.

„Wir haben uns 150 Mitglieder der Familie der C2H2-Zinkfingerproteine ​​angesehen“, sagte Syed Nabeel-Shah, Erstautor der Studie und frischgebackener Doktorand. Absolvent der Molekulargenetik am Donnelly Center for Cellular and Biomolecular Research der U of T.

„Obwohl diese Familie von Proteinen im Zusammenhang mit Transkriptionsfaktoren untersucht wurde, wurde zu Beginn meiner Doktorarbeit festgestellt, dass einige von ihnen auch an RNA binden. Ich war neugierig, ob die RNA-Bindung eine allgemeine Eigenschaft dieser Proteine ​​ist.“ was sich auch als richtig herausstellte.

Die Studie war kürzlich veröffentlicht im Tagebuch Molekulare Zelle.

„Wir kennen die DNA-Bindungsstellen für rund 120 der von uns untersuchten C2H2-Zinkfingerproteine“, sagte Nabeel-Shah, der für seine Doktorarbeit über die RNA-Bindungsfunktionen von Zinkfingerproteinen den Donnelly Center Research Thesis Prize 2024 erhielt.

„Wir vermuteten, dass die Bindungsstellen für DNA und RNA verwandt sein könnten, wenn die Proteine ​​auch an RNA binden. Im Allgemeinen war dies nicht der Fall, da die Proteine ​​auf Promotorregionen der DNA und die drei primären untranslatierten Regionen der mRNA abzielten.“

Das Forschungsteam fand heraus, dass C2H2-Zinkfingerproteine ​​eine Vielzahl von posttranskriptionellen Prozessen regulieren, die mRNA modifizieren, die als Vorlage für die Proteinproduktion dient. Zu diesen Prozessen gehören das Spleißen von Vorläufer-mRNA, um nichtkodierende Regionen zu entfernen, die Kontrolle der Länge der mRNA durch Mechanismen, die als Spaltung und Polyadenylierung bezeichnet werden, und die Veränderung der mRNA nach der Transkription über Enzyme durch einen Prozess, der als m6A-Modifikation bezeichnet wird.

In einer Begleitstudie veröffentlicht in Genombiologieuntersuchte das Team, wie ein bestimmtes Zinkfingerprotein die m6A-Modifikationsgrade reguliert, und baute dabei auf seinen jüngsten Erkenntnissen auf Molekulare Zelle. Die Forscher fanden zuvor heraus, dass einer der am umfassendsten untersuchten C2H2-Zinkfinger-Transkriptionsfaktoren namens SP1 die alternative Spaltung und Polyadenylierung von mRNAs reguliert.

„Unser Team hat eine Wissenslücke über die RNA-Bindungsfähigkeiten von C2H2-Zinkfingerproteinen festgestellt“, sagte Jack Greenblatt, Hauptforscher der Studie und Professor für Molekulargenetik am Donnelly Center und der Temerty Faculty of Medicine.

„Forscher haben sich auf die DNA-Bindung konzentriert, weil sie mit Krankheiten in Zusammenhang steht, aber es gibt noch viel Unbekanntes über die RNA-Bindung durch diese Proteine ​​und ihre Auswirkungen auf die Genexpression. Während wir die RNA-Bindungsstellen für eine Reihe von C2H2-Zink kartiert haben.“ Fingerproteine, wir fangen gerade erst an, an der Oberfläche zu kratzen, um ihre Funktionen zu untersuchen.“