Rbfox2 mediates exon 11 inclusion in insulin receptor pre-mRNA splicing in hepatoma cells

Insulin receptor (IR) pre-mRNA undergoes alternative splicing that produces two isoforms, IR-A and IR-B. The ratio of IR-A to IR-B varies among tissues, which strongly suggests that IR mRNA alternative splicing is regulated in a tissue-specific manner. However, the precise molecular mechanism for IR alternative splicing remains to be elucidated, especially in liver. In this study, we have analyzed IR alternative splicing mechanism by preparing a mini-gene splicing reporter with rat genomic DNA. The splicing reporter that contains exon 11 and its flanking intronic sequences could reproduce alternative splicing pattern in rat hepatoma H4IIE cells. Introducing several deletions in introns of the reporter revealed that intron 11 contains the region near exon 11 essential to promote exon 11 inclusion. This region contains an UGCAUG sequence, a specific binding site for the Rbfox splicing regulator, and mutation in this sequence results in exon 11 skipping. Furthermore, RbFox2 knockdown in H4IIE cells enhanced exon 11 skipping of endogenous IR pre-mRNA. Lastly mutations in the SRSF3 binding site of exon11 together with the Rbfox2 binding site completely abolished exon 11 inclusion with a mini-gene reporter pre-mRNA. Our results indicate that RbFox2 and SRSF3 proteins mediate exon 11 inclusion in rat hepatoma cells.

インスリン/インスリン様成長因子は、動物の物質代謝を制御する、成長や発達を誘導する、など動物の健康な一生のために必須なホルモンです。インスリンを受容するインスリン受容体 (IR) には、選択的スプライシングによって生じる二つのバリアントIR-AとIR-Bが存在します。IRの選択的スプライシングは種を超えて保存され、発生段階や組織特異的な制御を受けていると考えられています。しかしながら、IRの組織特異的な選択的スプライシング機構については、未解明の部分が多く残されていました。今回、我々の研究グループは、肝臓でのIR-B型の選択的スプライシング機構をラット肝がん由来細胞H4IIEを用いて解析し、スプライシング制御因子RbfoxとSRSF3がそれぞれエクソン11とイントロン11に結合し、エクソン11の包含を促進することを明らかしました。この研究成果は、IR-Aの高発現が知られている、がんや2型糖尿病などの疾病の発症機構の理解につながるとともに、疾病の新しい治療薬開発に役立つことが期待されます。

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