Elucidating the interactome of ADAR1

Dragana Vukić, M.Sc.

Doctoral thesis

Abstract:

Regulace genové exprese zahrnuje řadu přísně kontrolovaných kroků v průběhu života molekuly RNA, jedním z nichž je modifikace nukleotidů. Úprava nukleotidů z A na I je důležitým procesem pro rozlišení „tělu vlastní“ RNA, a tedy pro správné fungování imunitního systému. Tato práce je zaměřena na studium rodiny proteinů ADAR, které zmíněnou modifikaci nukleotidů dsRNA provádějí, a je soustředěna především na protein ADAR1 a jeho komplexní funkce v buňce. V úvodu práce je shrnuta vědecká literatura popisující modifikace RNA, úpravu A-to-I, proteiny ADAR a jejich role v imunitě i mimo ni. Následně jsou v práci popsány experimentální výsledky, které jsou zaměřeny na stabilní proteinové interakce proteinu ADAR1 a interakční síť proximálních proteinů, a to v buněčné homeostáze i během odpovědi na IFN. Toto téma je prezentováno v současné podobě odeslaného manuskriptu. Dále je ve stejné části práce uveden přehled čtyř dalších projektů, na kterých jsem pracovala během svého doktorského studia a tyto rukopisy jsou přiloženy ve formátu PDF. Zmíněné projekty zkoumají roli proteinu ADAR1 v regulaci aktivace proteinu PKR a roli proteinu ADAR1 v buňce během infekce plasmodiem. Další z projektů, na kterých jsem spolupracovala, se zabývají studiem úlohy jiného proteinu vázajícího RNA, proteinu hnRNP C, v srdečních patologiích a také studiem funkce proteinu APP v reaktivní astroglióze. V části práce věnované diskusi jsou pak shrnuty experimentální výsledky, jejich důsledky a limitace se zaměřením na interaktom proteinu ADAR1. V poslední části práce jsou prezentovány závěry vyvozené z experimentálních výsledků a spoluautorské přehledové články, které jsem publikovala a doplňkové materiály spoluautorských rukopisů jsou k dispozici v sekci Příloha.

Abstract:

The regulation of gene expression involves a series of tightly controlled steps throughout the life of an RNA molecule, one of which is the modification of its nucleotides. The A-to-I editing is a vital process for distinguishing "self" RNA and thus for the proper functioning of the immune system. This thesis focuses on the family of proteins that introduce this modification in dsRNA, the ADARs, with a particular emphasis on ADAR1 and its complex roles in the cell. It begins with a summary of the scientific literature describing RNA modifications, A-to-I editing, ADAR proteins, and their roles in immunity and beyond immunity. The theoretical background section is followed by the results, which will focus on ADAR1’s stable protein interactions and proximal protein network in both homeostasis and during the IFN response. This topic is presented in the current form of the submitted manuscript. Furthermore, in the same section, I will provide a summary of the four collaborative projects in which I was involved during my doctoral studies and attach associated manuscripts in PDF format. These projects further explore the role of ADAR1 in regulating PKR activation and its function during Plasmodium infection. Moreover, the role of another RNA-binding protein, hnRNP C, in cardiac pathologies and APP protein in reactive astrogliosis will be explored. Finally, in the discussion section, I will present a summary of the results, their implications, and limitations, focusing on the ADAR1 interactome. The general conclusions are presented in the subsequent chapter, with PDFs of co-authored review articles and supplementary materials of co-authored manuscripts available in the Annex section.

Keywords

modifikace RNA, úprava RNA z A na I, ADAR, vrozená imunita, dsRNA, signalizace IFN, interaktom, LC-MS/MS RNA modifications, A-to-I RNA editing, innate immunity, IFN signaling, interactome, LC-MS/MS

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 17. 6. 2024

Thesis defence

• Date of defence: 16. 7. 2024
• Supervisor: prof. Mary Anne O'Connell, PhD.
• Reader: Ph.D. Angela Gallo, Univ.-Prof. Franz Michael Jantsch, Dr., Sara Macias Ribela, Dr.

Masaryk University

Faculty of Science

Doctoral programme / field:
Biomolecular chemistry and bioinformatics / Biomolecular chemistry and bioinformatics