MARC

 008260126s2025        us                              c    eng  d
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■020    ▼a9798286442355
■035    ▼a(MiAaPQ)AAI31846265
■040    ▼aMiAaPQ▼cMiAaPQ
■0820  ▼a574
■1001  ▼aScharfen,  Leonard.
■24510▼aRegulation  of  Pre-mRNA  Processing  Through  Nascent  RNA  Folding
■260    ▼a[Sl]▼bYale  University▼c2025
■260  1▼aAnn  Arbor▼bProQuest  Dissertations  &  Theses▼c2025
■300    ▼a122  p
■500    ▼aSource:  Dissertations  Abstracts  International,  Volume:  86-12,  Section:  B.
■500    ▼aAdvisor:  Neugebauer,  Karla  M.
■5021  ▼aThesis  (Ph.D.)--Yale  University,  2025.
■520    ▼aRNA  sequence  determines  the  formation  of  intramolecular  base  pairs.  Together  with  tertiary  contacts,  base  pairs  define  every  RNA's  structure,  or  fold.  The  catalytic,  regulatory,  or  coding  potential  of  an  RNA  strongly  depends  on  its  folding  pattern.  Because  base  pairing  occurs  much  faster  than  RNA  synthesis  (transcription)  in  cells,  early  structural  states  can  govern  RNA  processing  events  and  dictate  the  formation  of  functional  conformations.  These  co-transcriptional  structural  states  remained  largely  unknown.  To  address  this  gap,  I  developed  CoSTseq,  a  chemical  probing  and  enrichment  method  to  measure  nascent  RNA  base  pairing  upon  exit  from  RNA  polymerases  (Pols)  transcriptome-wide  in  living  Saccharomyces  cerevisiae  (yeast)  cells.  By  monitoring  each  nucleotide's  base  pairing  activity  during  transcription,  CoSTseq  reveals  predominantly  rapid  pairing  -  within  25  bp  of  transcription  after  addition  to  the  nascent  chain.  My  data  show  that  previously  uncharacterized  pre-rRNA  base  pairing  patterns  emerge  during  transcription,  representing  radically  different  local  intermediates  to  mature  rRNA  structure  and  function.  I  find  that  helicases  can  act  on  rRNA  directly  after  synthesis  across  the  entire  locus,  facilitating  extensive  remodeling  of  transient  structures.  In  contrast,  nascent  pre-mRNAs  fold  into  local  structures  that  are  indistinguishable  from  mature  mRNAs,  suggesting  that  co-transcriptional  base  pairing  resembles  mRNA  re-folding  during  translation.Pre-mRNA  splicing  relies  on  the  recognition  of  sequence  elements  (5'  splice  site,  branch  site,  3'  splice  site)  by  protein  and  RNA  components  of  the  spliceosome,  and  occurs  co-transcriptionally  in  yeast.  Since  I  showed  using  CoSTseq  that  RNA  base  pairing  also  occurs  rapidly,  I  hypothesized  that  structures  involving  the  splice  sites  are  potent  modulators  of  splicing.  I  developed  a  massively  parallel  reporter  assay  that  allows  accurate  quantification  of  splicing  efficiencies  modulated  by  RNA  structure  across  tens  of  thousands  of  intron  variants  in  yeast.  I  find  that  sequestering  the  5'SS  or  branch  site  in  base  pairing  interactions  modulates  splicing  within  an  unexpectedly  large  dynamic  range,  which  can  be  nearly  fully  explained  by  structure  stability.  In  addition  to  known  intronic  recognition  sites,  I  find  new  structural  elements  that  are  required  for  efficient  splicing.  Simple  machine  learning  models  are  able  to  learn  the  relationship  between  structure  and  splicing,  and  using  a  genetic  algorithm,  can  be  employed  to  create  designer  introns  that  are  spliced  with  any  desired  efficiency.In  summary,  this  work  establishes  general  principles  of  RNA  folding  upon  synthesis  through  direct  experimental  detection  of  co-transcriptional  base  pairing  inside  cells.  I  show  through  systematic  multiplexed  experiments  that  such  base  pairing  can  be  a  potent  regulator  of  pre-mRNA  splicing,  modulating  protein  expression  levels  across  orders  of  magnitude  just  through  varied  structure  stability.  Given  the  scale  of  regulation,  I  hypothesize  that  intron  sequence  forming  structures  with  and  near  splice  sites  is  generally  under  evolutionary  selection  and  expect  such  structures  as  regulatory  principles  to  be  widespread  in  natural  genomes.
■590    ▼aSchool  code:  0265.
■650  4▼aBiochemistry
■650  4▼aBiophysics
■650  4▼aMolecular  biology
■650  4▼aGenetics
■653    ▼aGene  expression
■653    ▼aRNA  splicing
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■653    ▼aTranscription
■653    ▼aSaccharomyces  cerevisiae
■690    ▼a0487
■690    ▼a0786
■690    ▼a0307
■690    ▼a0369
■71020▼aYale  University▼bMolecular  Biophysics  and  Biochemistry.
■7730  ▼tDissertations  Abstracts  International▼g86-12B.
■790    ▼a0265
■791    ▼aPh.D.
■792    ▼a2025
■793    ▼aEnglish
■85640▼uhttp://www.riss.kr/pdu/ddodLink.do?id=T17356791▼nKERIS▼z이  자료의  원문은  한국교육학술정보원에서  제공합니다.

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