RNA結合タンパク質の結合領域内におけるRNA編集部位の検討

Investigation of RNA Editing Sites within Bound Regions of RNA-Binding Proteins.

• Tyler Weirick
• Giuseppe Militello
• Mohammed Rabiul Hosen
• David John
• Joseph B Moore Iv
• Shizuka Uchida

抄録

エピトランスクリプトミクスの研究から、RNAは様々な酵素によって修飾されていることがわかっています。これらのRNA修飾のうち、アデノシンからイノシンへのRNA編集（A-to-I）は哺乳類のトランスクリプトームで頻繁に起こっている。これらのRNA編集部位は、アデノシン（A）からイノシン（I）に代わるグアニン（G）へのヌクレオチド変化を調べることで、RNAシークエンシング（RNA-seq）データから直接検出することができる。しかし、このようなヌクレオチド変化を調べるには、配列決定エラーやゲノム変異を真正な編集部位と区別するために、慎重に調べる必要があります。RNA-seqデータからRNA編集イベントを検出するためのバイオインフォマティクスツール「RNA Editor」を最近導入したことを踏まえ、RNA編集イベントがRNA結合タンパク質（RBP）の結合にどのような影響を与えるかを調べた。バイオインフォマティクス技術を用いて、RNA編集部位がRBP結合領域に多く存在することを明らかにした。また、RNA編集サイトがクラスター状に存在する領域であるRNA編集アイランドを調べると、RNA編集サイトの存在頻度が高くなることがわかりました。また、RBPの一つであるヒト抗原R［HuR；ELAV-like protein 1（ELAV1）がコードする］の結合量を実験的に定量したところ、RNA編集酵素であるアデノシンデアミナーゼ（ADAR）をサイレンシングすると、対照に比べて結合量が減少することから、RNA編集島の存在がHuRの標的領域への結合に影響を与えていることが示唆されました。これらのデータは、RNA編集がRBP-RNA相互作用の重要なメディエーターであることを示している。

Studies in epitranscriptomics indicate that RNA is modified by a variety of enzymes. Among these RNA modifications, adenosine to inosine (A-to-I) RNA editing occurs frequently in the mammalian transcriptome. These RNA editing sites can be detected directly from RNA sequencing (RNA-seq) data by examining nucleotide changes from adenosine (A) to guanine (G), which substitutes for inosine (I). However, a careful investigation of such nucleotide changes must be conducted to distinguish sequencing errors and genomic mutations from the genuine editing sites. Building upon our recent introduction of an easy-to-use bioinformatics tool, RNA Editor, to detect RNA editing events from RNA-seq data, we examined the extent by which RNA editing events affect the binding of RNA-binding proteins (RBP). Through employing bioinformatic techniques, we uncovered that RNA editing sites occur frequently in RBP-bound regions. Moreover, the presence of RNA editing sites are more frequent when RNA editing islands were examined, which are regions in which RNA editing sites are present in clusters. When the binding of one RBP, human antigen R [HuR; encoded by ELAV-like protein 1 (ELAV1)], was quantified experimentally, its binding was reduced upon silencing of the RNA editing enzyme adenosine deaminases acting on RNA (ADAR) compared to the control-suggesting that the presence of RNA editing islands influence HuR binding to its target regions. These data indicate RNA editing as an important mediator of RBP-RNA interactions-a mechanism which likely constitutes an additional mode of post-transcription gene regulation in biological systems.