The role of DIS3L2 in the degradation of the uridylated RNA species in humans

Mgr. Dmytro Ustianenko, Ph.D.

Doctoral thesis

Abstract:

Process degradace RNA představuje mechanismus nezbytný pro funkci a udržení vnitřní rovnováhy buněk. Tento proces je spojen s procesováním, metabolismem a kontrolou kvality RNA. V této části práce charakterizujeme in vivo a in vitro lidskou 3' - 5' exonukleáza u DIS3L2, která je spojena s tzv. Perlmanovým syndromem. Narozdíl od ostatních lidských homologních proteinů, DIS3L2 funguje nezávisle na jádru exosomu v cytoplazmě lidských buněk. Ukazujeme zde také, že DIS3L2 je zahrnuta v rozpoznávání uridylovaných typů pre-mRNA z rodiny let-7, která hraje důležitou roli během diferenciace lidských buněk. Kromě toho bylo identifikováno nové spektrum RNA molekul, které reprezentují cílovou skupinu proteinu DIS3L2. Ukazujeme, že zcela nová skupina molekul RNA může být rozpoznána a uridylována proteinem DIS3L2. Tato skupina zahrnuje mRNA, snRNA miRNA a uridylované molekuly tRNA, které nebyly zatím publikovány. Výsledky ukazují, ze exonukleáza DIS3L2 představuje nezbytný prvek v metabolismu a procesování RNA.

Abstract:

The process of the RNA decay is an essential mechanism required for the function and maintenance of the cell homeostasis. It is closely connected with the RNA processing, metabolism and quality control. Here I characterized both in vivo and in vitro the Perlman syndrome associated human 3' to 5' exonuclease DIS3L2. I report that unlike its other human homologs, DIS3L2 is acting independently of the core exosome complex in the cytoplasm of human cells. I show that DIS3L2 is involved in targeting uridylated species of the pre-miRNA from the let-7 family which play a critical role during the cell differentiation. Besides this, I report on a novel repertoire of the RNA substrates which are targeted by DIS3L2. I show that DIS3L2 mediated RNA degradation is triggered by the 3' end uridylation of the RNA in vivo. We show that various classes of the RNA can be uridylated and recognized by DIS3L2. These include mRNAs, snRNAs, miRNA’s and previously unreported uridylated tRNA’s. Suggesting, that exonuclease DIS3L2 is an essential component of the RNA turnover and potential processing.

Keywords

RNA degradation, DIS3L2, uridylation, humans, miRNA, let-7

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 4. 3. 2014

Thesis defence

• Date of defence: 20. 3. 2014
• Supervisor: doc. Mgr. Štěpánka Vaňáčová, Ph.D.
• Reader: doc. Mgr. Petr Svoboda, PhD., prof. Christopher Norbury

Masaryk University

Faculty of Science

Doctoral programme / field:
Biochemistry (4-years) / Biomolecular Chemistry