Caracterización del rol del factor de splicing SRSF1 en la vía de conjugación de SUMO

• Autores: Mammi, Pablo Andrés
• Año de publicación: 2019
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Srebrow, Anabella
• Materia: FACTORES DE SPLICING; CONJUGACION A SUMO; SUMO E3-LIGASA; PROTEINAS DE UNION AL RNA; SPLICING FACTORS; SUMO CONJUGATION; SUMO E3 LIGASE; RNA BINDING PROTEINS
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

La familia de proteínas SR, ampliamente caracterizadas como reguladores del proceso de splicing, comparten una estructura modular conservada que consiste en uno o dos motivos de reconocimiento de RNA (RRMs) y un dominio rico en Serinas-Argininas. Hoy sabemos que algunos miembros de esta familia, y en particular SRSF1, están involucrados en una amplia variedad de funciones regulatorias a diferentes niveles de la expresión genética. Trabajos previos de nuestro laboratorio identificaron una nueva función para el factor de splicing SRSF1 como regulador de la conjugación del péptido SUMO a diferentes proteínas blanco o “SUMOilación”. Esta modificación post traduccional involucra una cascada enzimática que se asemeja a la de Ubiquitina, con la particularidad de que para ésta se han reportado una cantidad muy limitada de factores involucrados. El hallazgo de nuevas formas de regulación de la conjugación de SUMO es fundamental para comprender cómo se comporta esta modificación post-traducional de proteínas y cuál es su relevancia para el funcionamiento celular. Esta tesis estuvo orientada a comprender los mecanismos por los cuales SRSF1 es capaz de favorecer la SUMOilación de ciertos sustratos en células de mamífero en cultivo. Con el fin de desacoplar las diversas actividades de SRSF1, hemos trabajado con distintas versiones mutantes de dicha proteína, algunas obtenidas de otros laboratorios y otras desarrolladas en el nuestro. Se validaron estas variantes en su capacidad de regular el splicing alternativo, así como en múltiples aspectos de su localización subcelular. Una vez analizadas en estos rasgos, las diferentes versiones de SRSF1 fueron probadas en ensayos de SUMOilación (global y sustrato-específica), interacciones proteína-proteína, regulación de estabilidad proteica y del RNA, y unión al RNA. Descartamos que el mecanismo involucre algunos aspectos característicos de proteínas que regulan la SUMOilación, como la presencia de sitios de interacción con SUMO (SIM), o la propia conjugación de SRSF1 a este péptido. Detectamos dos variantes de SRSF1 (SRSF1 W134A y SRSF1 NRS) incapaces de estimular la conjugación de SUMO a nivel global. Estos datos, conjuntamente con información preexistente sobre dichas variantes, sugerirían una dependencia de la unión al RNA y de la localización celular en el mecanismo de acción estudiado. Sin embargo, otra de las mutantes utilizadas (SRSF1 FFDD), para la cual se había reportado una pérdida en su capacidad de interaccionar con el RNA, mostró efectos exacerbados en la regulación de la SUMOilación, poniendo en duda esta hipótesis así como también algunos datos bibliográficos. Los hallazgos obtenidos abren múltiples panoramas posibles y generan inquietantes preguntas, no sólo sobre el rol de este factor en la regulación de la SUMOilación, sino también en la caracterización funcional de sus distintos dominios que hacen de SRSF1 una proteína multifacética.
The SR family of proteins, widely characterized as regulators of the splicing process, share a conserved modular structure comprising one or two RNA recognition motifs (RRMs) and a serine-arginine rich domain. We currently know that some members of this family, and in particular SRSF1, are involved in a wide variety of regulatory functions at different levels of gene expression. Previous work of our laboratory has identified a new activity of the splicing factor SRSF1 as a regulator of the conjugation of the SUMO peptide to different target proteins or “SUMOylation”. This post-translational modification involves an enzymatic cascade that resembles the Ubiquitin one, with the peculiarity that for this one a very limited number of involved factors have been reported. Unraveling new forms of regulation of this conjugation is fundamental to understand how this protein modification behaves as well as its relevance for cellular function. This thesis was focused on understanding the mechanisms by which SRSF1 is able to stimulate SUMO conjugation to certain substrates in mammalian cultured cells. In order to uncouple the various activities of SRSF1, we made use of different mutant versions of this protein, either obtained from other laboratories or generated in ours. These variants were validated in their ability to regulate alternative splicing as well as in multiple aspects of their subcellular localization. Once analysed in these traits, the different versions of SRSF1 were tested in SUMOylation assays (global and substrate specific), protein-protein interactions, regulation of protein and RNA stability, and RNA binding. We discarded that this mechanism involves some characteristic features shared by other proteins that regulate SUMOylation, such as the presence of SUMO interactive motif (SIM), or SRSF1 own conjugation to this peptide. We detected two variants of SRSF1 (SRSF1 W134A and SRSF1 NRS) unable to stimulate SUMO conjugation at a global level. These data combined with available information about these mutants suggest a dependence on RNA binding and cellular localization in the mechanism of action studied. However, one of the mutants (SRSF1 FFDD), for which a decreased ability to interact with RNA has been previously described, showed exacerbated effects with respect to the enhancement of SUMO conjugation, questioning previous hypotheses of our group as well as bibliographic data. These findings open up multiple possible scenarios and generate puzzling questions, not only about the role of this factor in the regulation of SUMOylation, but also in the functional characterization of its different domains that make of SRSF1 a multifaceted protein.
Fil: Mammi, Pablo Andrés. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.