Lehrstuhl für Bioinformatik II

RNA-Spleißen in Menschlichen Erkrankungen

Hypoxie führt zu massiven Veränderungen im alternativen Spleißen (AS), um die Zellen an den Sauerstoffmangel anzupassen. In diesem Projekt wurde festgestellt, dass SRSF6 ein Schlüsselfaktor bei der AS-Reaktion auf Hypoxie ist. Eine starke Verringerung des SRSF6-Spiegels bei akuter Hypoxie führte zu Exon-Skipping, mit dem die Zelle das Genexpressionsprofil neu programmiert. Dieser Mechanismus ist in verschiedenen Krebsarten aktiv und erfüllt möglicherweise eine Tumorsuppressorfunktion.

In β-Zellen der Bauchspeicheldrüse fördert die Herunterregulierung von SRSF6 das Absterben von β-Zellen durch eine Dysregulation des Spleißens von zentralen Genen, welche für die Funktion und das Überleben von β-Zellen wichtig sind. In diesem Projekt haben wir die SRSF6 RNA-Bindestellen in pankreatischen β-Zellen charakterisiert und ein purinreiches SRSF6-Bindemotiv identifiziert. Wir zeigen, dass die SRSF6-Bindung an alternativen Exons das Spleißverhalten der RNAs bestimmt, da SRSF6 je nach Positionierung entweder Exon-Skipping oder Exon-Inklusion fördert. Diese Spleißveränderungen können durch den Einsatz von Antisense-Oligonukleotiden moduliert werden.

Der vollständige Artikel wurde veröffentlicht in
de Oliveira Freitas Machado et al., 2023 und Alvelos et al. 2020.

 

Hohe SRSF6-Level in Hypoxie beeinträchtigt das Exon-Skipping. (A) Kreisdiagramm mit der Gesamtzahl der signifikant regulierten Lokalen Spleißvarianten (LSVs) in hypoxischen (0,2 % O2) im Vergleich zu normoxischen (21 % O2) SRSF6 überexprimierenden (OE) HeLa-Zellen, aufgeteilt in verschiedene Spleißereignisse; n = 2 Wiederholungen pro Bedingung. (B) Histogramm, das den Unterschied in der Exoninklusion (ΔPSI) in hypoxischen SRSF6 OE Zellen zeigt. Die Zahlen eingeschlossenen Exons sind oben angegeben. (C) Boxplot, der die ΔPSI-Werte von LSVs, getrennt nach mehr inkludierten, weniger inkludierten und nicht regulierten in hypoxischen WT-Zellen, in WT-Zellen nach 24 Stunden Hypoxie und die entsprechenden Werte in SRSF6 OE-Zellen zeigt. (D) Heatmap und Box-Plots zum Vergleich der LSVs in Hypoxie zwischen WT- und SRSF6 OE-Zellen. Die Cluster wurden durch k-means Clustering (k= 8) definiert. Die äußeren Violinplots und die inneren Boxplots zeigen die Verteilung der ΔPSI-Werte (Hyp-Nor) bzw. die mittleren z-Scores innerhalb jedes Clusters. (Abbildung 5 aus de Oliveira Freitas Machado et al. 2023)