חוקרים מאשרים כי מנגנון השחבור הקבוע של קדם-mRNA המופיע בספרי לימוד אינו יכול לעבוד בתת-קבוצה של אינטרונים קצרים אנושיים: נחשף שחבור חדשני תלוי קומפלקס SAP30BP-RBM17.
גורם השחבור החיוני המוכר מראש-mRNA U2AF heterodimer (U2AF2-U2AF1) נחשב לתווך תגובת שחבור מוקדמת בכל האינטרונים באורכים שונים. עם זאת, ד"ר Kazuhiro Fukumura במעבדת Akila Mayeda באוניברסיטת Fujita Health גילה שתת-קבוצה של אינטרונים קצרים עם דרכי פוליפירימידין קטומות מוחברים על ידי קומפלקס RBM17-SAP30BP במקום הטרודימר U2AF. הם הציעו מנגנון ייחודי שבו SAP30BP מנחה את RBM17 ל-spliceosomes פעילים מוקדמים.
בבני אדם, אורך הפרה-mRNA משתנה מאוד (מ-30 ל-1,160,411 נוקלאוטידים לפי מחקרים עדכניים). המנגנון הבסיסי של השחבור נחקר עם מודלים של קדם-mRNA הכוללים אינטרונים של 158 ו-231 nt, למשל היסטוריים, שחוברים ביעילות רבה במבחנה ובאינבו. פרה-mRNA אידיאלי שכזה מכיל רצפי אותות שחבור טובים, כלומר, אתר השחבור 5', רצף האתר הסניף (BS) ומסלול הפוליפירמידין (PPT) ואחריו אתר השבר 3' המוכרים על ידי U1 snRNP, U2 snRNP ו-U2AF2–U2AF1, בהתאמה. פרופ' מאידה אומר, "בהתחשב באורכים המגוונים של אינטרונים אנושיים, סביר להניח שקיים יותר ממנגנון אחד. זו המוטיבציה שלנו להתחיל את המחקר שלנו על שחבור המתמקד באינטרונים קצרים אנושיים."
המחקר הקודם שלנו על תהליך השחבור באינטררון קצר חשף שגורם השחבור האותנטי U2AF2 אינו יכול להיקשר ל-PPT הקטום ואז RBM17 מוחלף ב-U2AF כדי לקדם שחבור. אתה יודע, זה סביר מכיוון שאינטרונים קצרים הם לעתים קרובות הדוקים מדי לאורך מספיק של PPT. פרסמנו את הממצא הזה בשנת 2021. עם זאת, RBM17 אינו יכול להיקשר ל-PPT הקטוע במבחנה, ולכן לא ידענו כיצד ה-PPT הקטוע ואת האתר הבא ב-3′ splice מזוהים על ידי RRM17. לכן, שיערנו שגורם חלבון נוסף מעורב בשחבור תלוי RBM17."
ד"ר קזוהירו פוקומורה, אוניברסיטת פוג'יטה לבריאות
קבוצת Mayeda זיהתה בסופו של דבר את מקדם החלבון הזה מאחורי השחבור התלוי RBM17, שהוא SAP30BP. המחקר שלהם פורסם בכרך 42, גיליון 12 של כתב העת Cell Reports ב-7 בדצמבר 2023.
ד"ר פוקומורה אומר, "היה קריטי לחקור התייחסויות קודמות. משלושה מאמרים, השתכנעתי ש-SAP30BP הוא המועמד החזק ביותר לקופקטור של RBM17." הם הראו כי קיומו של SAP30BP במתחם שחבור מוקדם אנושי, זבוב הפירות SAP30BP ו-RBM17 זוהה בספליזוזום זבוב שנוצר על אינטררון קצר, והקישור בין SAP30BP ל-RBM17 אכן זוהה בניתוח דו-היברידית של שמרים. "כיום, דלדול בתיווך siRNA של SAPBP בקו תאים אנושי הוא הדרך הקלה והפשוטה לבדוק את ההדחקה של שחבור תלוי RBM17. וזה היה בינגו!" אומר ד"ר פוקומורה.
התמלילים בתאים אנושיים מדולדלים של SAP30BP נותחו על ידי רצף מהדור הבא (ניתוח RNA-Seq), ונמצאו אינטרונים רבים תלויי RBM17 ו- SAP30BP. אינטרונים אלו הופצו בטווח הקצר יותר וה-PPT הקטוע אכן היה גורם מכריע של התלות RBM17/SAP30BP. לפיכך, RBM17 ו-SAP30BP הם גורמי השחבור הכלליים.
פרופ' מאיידה מעיר, "זה היה צירוף מקרים של מזל שפרופ' מיכאל סאטלר, שהוא מומחה בניתוחים מבניים, התעניין מאוד במחקר שלנו, ויכולנו להתחיל בשיתוף פעולה פורה". אינטראקציות חלבון-חלבון באמצעות UHM (U2AF-homology motif)-ULM (UHM-ligand motif) ממלאות תפקידים חיוניים בתגובות שחבור כלליות. מעבדת Sattler מצאה רצף ULM נסתר ב-SAP30BP, והוכיחה שזה היה קריטי לאינטראקציה עם UHM ב-RBM17 על ידי ניתוחי NMR (תהודה מגנטית גרעינית) ו-ITC (קלורימטריית טיטרציה איזותרמית).
עם זאת, התפקיד של האינטראקציה RBM17-SAP30BP נותר חידתי. מכיוון של-RBM17 יש רק UHM אחד, יש לשחרר את הקישור RBM17–SAP30BP לפני האינטראקציה של RBM17 עם SF3B1, מרכיב אחד של U2 snRNP, החיוני לקידום שחבור. אז מה התפקיד של האינטראקציה RBM17–SAP30BP? פרופ' מאידה אומר, "Fukumura עיצב מבחן חיבור חכם באמצעות נוגדנים אנטי-פוספו-SF3B1 כדי לענות על השאלה המוזרה הזו, ונוכל לספק מודל עבודה אלגנטי (ראה איור IMAGE)." אנו מציעים שהקומפלקס המתווך RBM17-SAP30BP מונע קישור RBM17 לא פונקציונלי ל-SF3B לא מזורחן חופשי, מה שמקדם את הקישור הפונקציונלי של RBM17 ל-SF3B1 מזורחן פעיל ב-Pre-mRNA.
