G-四重鎖は、NEAT1アーキテクチャ型ncRNAへのNONOのリクルートのための保存された構造モチーフを提供している

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Nucleic Acids Res..2020 Jul;48(13):7421-7438. 5851391. doi: 10.1093/nar/gkaa475.

G-四重鎖は、NEAT1アーキテクチャ型ncRNAへのNONOのリクルートのための保存された構造モチーフを提供している

G-quadruplexes offer a conserved structural motif for NONO recruitment to NEAT1 architectural lncRNA.

Eric A J Simko
Honghe Liu
Tao Zhang
Adan Velasquez
Shraddha Teli
Aaron R Haeusler
Jiou Wang

PMID: 32496517 DOI: 10.1093/nar/gkaa475.

抄録

長いノンコーディングRNAであるNEAT1は、遺伝子制御に関与する膜を持たない核小器官であるパラスペックルの組み立てのための足場として機能している。パラスぺックルの組み立てには、NEAT1がRNA結合タンパク質NONOをリクルートすることが必要であるが、リクルートに関与するNEAT1の要素は知られていない。本研究では、これまで知られていなかったNEAT1の構造的特徴が、この相互作用に重要な役割を果たしていることを明らかにした。NONOがG-rich C9orf72リピートRNAのG-四重鎖構造に優先的に結合していることを最初に発見したことから、G-四重鎖モチーフがNEAT1に豊富に存在し、保存されていることを明らかにしました。さらに、NONOがNEAT1のG-四重鎖モチーフと構造的に特異的に結合していることを明らかにし、G-四重鎖モチーフがNONO-NEAT1の結合を媒介していることを明らかにしました。これらの知見は、G-四重鎖がNEAT1のNONO-再結合要素の第一候補であることを示しており、パラスペックルの形成と機能におけるG-四重鎖の役割をさらに研究するための枠組みを提供しています。

The long non-coding RNA NEAT1 serves as a scaffold for the assembly of paraspeckles, membraneless nuclear organelles involved in gene regulation. Paraspeckle assembly requires NEAT1 recruitment of the RNA-binding protein NONO, however the NEAT1 elements responsible for recruitment are unknown. Herein we present evidence that previously unrecognized structural features of NEAT1 serve an important role in these interactions. Led by the initial observation that NONO preferentially binds the G-quadruplex conformation of G-rich C9orf72 repeat RNA, we find that G-quadruplex motifs are abundant and conserved features of NEAT1. Furthermore, we determine that NONO binds NEAT1 G-quadruplexes with structural specificity and provide evidence that G-quadruplex motifs mediate NONO-NEAT1 association, with NONO binding sites on NEAT1 corresponding largely to G-quadruplex motifs, and treatment with a G-quadruplex-disrupting small molecule causing dissociation of native NONO-NEAT1 complexes. Together, these findings position G-quadruplexes as a primary candidate for the NONO-recruiting elements of NEAT1 and provide a framework for further investigation into the role of G-quadruplexes in paraspeckle formation and function.