RNPS1(RNA-binding protein with serine-rich domain 1)是一种含有丰富丝氨酸区域的RNA结合蛋白。它在多种生物学过程中发挥重要作用,包括转录、剪接、翻译和无义介导的mRNA降解(NMD)。RNPS1是凋亡和剪接相关蛋白复合体(ASAP)的一个亚基,与Acinus和SAP18一起,参与RNA代谢的多个阶段。RNPS1在细胞凋亡和剪接中发挥着重要作用,并且还与外显子连接复合物(EJC)相互作用,参与剪接和翻译的调控。
RNPS1在癌症中也发挥着重要作用。研究表明,RNPS1在头颈鳞状细胞癌(HNSCC)中显著上调,并通过与E3泛素连接酶ZSWIM6的直接蛋白相互作用,抑制NAT10的泛素化降解,从而促进NAT10在HNSCC中的高表达。NAT10的稳定性升高,介导了tRNA ac4C修饰的增强,进而促进了与IL-6信号通路、IL-8信号通路和PTEN信号通路相关的基因的翻译过程,这些通路在调节HNSCC的恶性进展中发挥着重要作用,最终影响着HNSCC患者的生存和预后[1]。
此外,RNPS1还参与了RNA代谢的其他方面。在转录过程中,RNPS1参与防止R环的形成;在剪接过程中,RNPS1和Acinus分别作为剪接激活剂和剪接抑制剂发挥作用;在翻译过程中,RNPS1通过参与mRNA的3'端加工和多聚核糖体关联,提高了翻译效率;在NMD过程中,RNPS1通过与其他EJC蛋白相互作用,招募降解因子[2]。
RNPS1的丝氨酸丰富区域(S区域)在激活选择性剪接中发挥着重要作用。研究发现,将RNPS1或其分离的S区域固定在mRNA上,可以导致HIV-1剪接底物的外显子包含。相反,过度表达RNPS1的RRM结构域以一种显性负向的方式发挥作用,导致内源性凋亡前mRNA(Bcl-X和MCL-1)的外显子跳跃。进一步研究发现,固定核心EJC蛋白eIF4A3、MAGOH或Y14,并不会导致HIV底物的外显子包含。这些结果表明,RNPS1及其结构域在选择性剪接活性中发挥着不同的作用[3]。
RNPS1还在宫颈癌的发生发展中发挥着重要作用。研究发现,RNPS1在宫颈癌组织中的表达水平高于正常组织。RNPS1的过表达可以促进宫颈癌细胞的增殖和集落形成能力,并正向调节宫颈癌细胞的迁移和侵袭能力。此外,RNPS1的敲低可以增加宫颈癌细胞对化疗药物多柔比星的敏感性。RNA测序分析显示,RNPS1通过选择性剪接调节关键基因的肿瘤相关异构体的生成,包括Rac1b、RhoA、MDM4和WDR1。这些结果表明,RNPS1在宫颈癌的发生发展中发挥着重要的致癌作用[4]。
RNPS1还参与了子宫内膜癌的发生发展。研究发现,RNPS1在子宫内膜癌组织中的表达水平高于正常组织。RNPS1的敲低可以抑制子宫内膜癌细胞的增殖,促进细胞凋亡,并抑制肿瘤的生长。此外,RNPS1的敲低还可以增加MMR蛋白MSH2和MSH6的表达水平,并通过Notch信号通路影响子宫内膜癌的发生发展[5]。
RNPS1还与外显子连接复合物(EJC)相关。EJC是一个RNA结合的多蛋白复合物,在转录后基因调控中发挥着重要作用。EJC在mRNA剪接过程中被沉积在mRNA上,并调节包括剪接和NMD在内的多种过程。RNPS1作为EJC的一个亚基,与EJC的其他蛋白相互作用,参与RNA代谢的多个阶段。研究发现,RNPS1的敲低可以导致异常剪接事件的发生,表明RNPS1在维持mRNA剪接的保真度中发挥着重要作用[6]。
此外,RNPS1还与长链非编码RNA MALAT1相互作用,共同调节选择性剪接和基因表达。研究发现,MALAT1与RNPS1在核斑点中共定位,并通过调节选择性剪接来影响基因表达。通过分子动力学模拟,研究人员发现MALAT1的M区域、E区域和全长结构可以与RNPS1的RS/P结构域相互作用,形成一个稳定的复合物。这些研究表明,RNPS1与MALAT1的相互作用在调节选择性剪接和基因表达中发挥着重要作用[7]。
RNPS1是一种重要的RNA结合蛋白,参与RNA代谢的多个阶段,包括转录、剪接、翻译和NMD。RNPS1在多种疾病中发挥重要作用,包括HNSCC、宫颈癌和子宫内膜癌。RNPS1的过表达可以促进癌症的发生发展,而RNPS1的敲低可以抑制癌症的发生发展。此外,RNPS1还具有独立的染色质调控功能,影响基因表达和干细胞的多能性维持。RNPS1的研究有助于深入理解RNA代谢的生物学功能和疾病发生机制,为疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。
参考文献:
1. Wang, Xiaochen, Ling, Rongsong, Peng, Yurong, Qiu, Weiqiong, Chen, Demeng. 2024. RNPS1 stabilizes NAT10 protein to facilitate translation in cancer via tRNA ac4C modification. In International journal of oral science, 16, 6. doi:10.1038/s41368-023-00276-7. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38246918/
2. Deka, Bhagyashree, Singh, Kusum Kumari. 2017. Multifaceted Regulation of Gene Expression by the Apoptosis- and Splicing-Associated Protein Complex and Its Components. In International journal of biological sciences, 13, 545-560. doi:10.7150/ijbs.18649. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28539829/
3. Kumari, Sweta, Deka, Bhagyashree, Singh, Kusum Kumari. 2023. Serine-rich domain of RNPS1 functions in activation of alternative splicing. In Genes to cells : devoted to molecular & cellular mechanisms, 28, 615-623. doi:10.1111/gtc.13036. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37204171/
4. Deka, Bhagyashree, Chandra, Pratap, Yadav, Priyanka, Kunnumakkara, Ajaikumar B, Singh, Kusum Kumari. 2022. RNPS1 functions as an oncogenic splicing factor in cervical cancer cells. In IUBMB life, 75, 514-529. doi:10.1002/iub.2686. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36300671/
5. Liu, Xiaojuan, Ma, Hui, Ma, Lisha, Li, Kun, Kang, Yanhua. 2021. RNA-binding protein with serine-rich domain 1 regulates microsatellite instability of uterine corpus endometrial adenocarcinoma. In Clinics (Sao Paulo, Brazil), 76, e3318. doi:10.6061/clinics/2021/e3318. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34817046/
6. Schlautmann, Lena P, Lackmann, Jan-Wilm, Altmüller, Janine, Boehm, Volker, Gehring, Niels H. . Exon junction complex-associated multi-adapter RNPS1 nucleates splicing regulatory complexes to maintain transcriptome surveillance. In Nucleic acids research, 50, 5899-5918. doi:10.1093/nar/gkac428. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35640609/
7. Mishra, Aanchal, Mishra, Seema. 2024. Metastasis-Associated Lung Adenocarcinoma Transcript 1 (MALAT1) lncRNA Conformational Dynamics in Complex with RNA-Binding Protein with Serine-Rich Domain 1 (RNPS1) in the Pan-cancer Splicing and Gene Expression. In ACS omega, 9, 42212-42226. doi:10.1021/acsomega.4c04467. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39431102/