Factors determining effect of mutations in acceptor splice sites on pre-mRNA splicing

Mgr. Pavla Hujová, Ph.D.

Doctoral thesis

Abstract:

Mutace akceptorových míst sestřihu nejčastěji vedou k poruše sestřihu pre-mRNA tehdy, když naruší konzervovaný dinukleotid AG. Mutace v dalších oblastech akceptorových míst sestřihu, například v polypyrimidinovém traktu nebo v exonových sekvencích, nemají takto jednoduše odhadnutelné důsledky. Narušení sestřihu pak závisí na řadě faktorů, které podmiňují sílu místa sestřihu. Jsou to například AG-dependence intronu a s ní související kvalita polypyrimidinového traktu nebo výskyt dalších regulačních elementů sestřihu v okolní sekvenci. Tato komplexní regulace znesnadňuje predikce vlivu sekvenčních variant na sestřih. Přitom sestřihové aberace zpravidla velmi významně ovlivňují expresi zasaženého genu a patří tak mezi časté příčiny mendelovsky děděných onemocnění. Co nejpřesnější odhad důsledků mutací je bezesporu základním kamenem genetické diagnostiky. Cílem této práce bude zmapovat faktory určující vliv mutací v akceptorových místech sestřihu na sestřih pre-mRNA, a to jak na úrovni sekvence míst sestřihu, tak na úrovni jejich interakcí s proteinovými partnery, potažmo ovlivnění různých sekvenčních elementů navzájem. Výsledky práce přispějí k hlubšímu pochopení regulace sestřihu a umožní lépe predikovat vliv sekvenčních variant na sestřih pre-mRNA a tím odhadnout jejich případný patologický potenciál.

Abstract:

Mutations in acceptor splice sites are the main cause of pre-mRNA disruption when the conserved dinucleotide AG is affected. The effect of mutations in other regions of the acceptor splice site (polypyrimidine tract, exon sequences etc.) is not easily predictable. Pre-mRNA disruption depends on several features determining the splice site strength. Features include AG-dependence of the intron, quality of polypyrimidine tract and presence of other regulatory elements in the neighbouring sequences. This complexity makes the prediction of sequence variants´ effect on pre-mRNA splicing difficult. However, splicing aberrations usually affect the expression very significantly and are therefore among the frequent causes of Mendelian inherited diseases. The precise estimation of splice site mutations´ consequences is undoubtedly a cornerstone of genetic diagnosis. The aim of this work is to investigate the factors involved in acceptor splice site mutations´ effect on pre-mRNA splicing, both at the level of the splice site sequences and their interactions with proteins, and consequently the influence of different sequence elements on each other. The results of this work will contribute to a better understanding of splicing regulation and better prediction of sequence variants´ effect on pre-mRNA splicing, and, thus, will enable to estimate more precisely their potential pathogenicity.

Keywords

sestřih pre-mRNA, akceptorové místo sestřihu, minigenová analýza

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 20. 3. 2023

Thesis defence

• Date of defence: 16. 11. 2023
• Supervisor: prof. MUDr. Tomáš Freiberger, Ph.D.
• Reader: doc. RNDr. Lenka Fajkusová, CSc., Mgr. Viktor Tokan, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Medicine

Doctoral programme / field:
Biomedical sciences / Biochemistry and Molecular Biology