title: Mechanistic insights on how the human mRNA export factor NXF1-NXT1 recognizes mature mRNPs
Creators: name: Ayala Muñoz, Farja Isabel
Publisher: name: :none
Year: 2024

description: mRNA-Export in Eukaryonten aus dem Zellkern ist stark reguliert, um sicherzustellen, dass trotz der enormen Vielfalt der synthetisierten Transkripte nur vollständig verarbeitete mRNAs transportiert werden. Nach der Transkription durchlaufen mRNAs eine Reihe von Verarbeitungsprozessen, einschließlich des Spleißens, und werden durch Proteine, so genannte maturation marks, gekennzeichnet. Diese Markierungen werden bei jedem Verarbeitungsschritt auf der mRNA abgelagert. Dazu gehört auch der Exon Junction Complex (EJC), der beim Spleißen oberhalb der Spleißstellen abgelagert wird. Der Transkriptions- und Exportkomplex (TREX) erkennt die reifenden mRNA-Proteinkomplexe (mRNPs), erleichtert ihre Verpackung und modelliert sie für das spätere Laden des mRNA-Exportfaktors NXF1-NXT1 auf die mRNA. Dies ermöglicht den Kernexport der NXF1-NXT1-mRNP-Komplexe durch den Kernporenkomplex (NPC) zur Translation in das Zytoplasma. Doch wie wird NXF1-NXT1 selektiv auf vollständig prozessierte mRNPs geladen, nicht aber auf unreife mRNP-Vorstufen? Hier präsentiere ich Beweise für eine direkte Protein-Protein-Interaktion zwischen NXF1-NXT1 und dem RNA-gebundenen EJC. Biochemische Daten und Protein crosslinking in Verbindung mit Massenspektrometrie zeigen, dass diese Protein-Protein-Interaktion mit der gleichzeitigen Bindung von NXF1-NXT1 an RNA und an FG-Wiederholungen, die die Permeabilitätsbarriere des NPC bilden, vereinbar ist. Während NXF1-NXT1 im Einklang mit früheren Berichten eine geringe Affinität für nackte RNA aufweist, ist seine Affinität für das RNA-gebundene EJC erhöht Die vorzeitige Assoziation von NXF1-NXT1 mit RNA-gebundenen EJCs könnte durch das Chaperoning des reifenden mRNP durch TREX verhindert werden.1 Diese Daten und weitere Experimente deuten darauf hin, dass NXF1-NXT1 mRNPs durch eine Kombination aus sequenzunspezifischen RNA-Wechselwirkungen mit geringer Affinität und spezifischen Protein-Protein-Wechselwirkungen mit mRNP-Reifungsmarkierungen wie dem EJC erkennen kann. Dies könnte erklären, wie der mRNA-Exportfaktor NXF1-NXT1 sowohl permissiv für die große Vielfalt von mRNAs als auch gleichzeitig selektiv für reife mRNPs sein kann.
description: Nuclear mRNA export in eukaryotes is highly regulated to ensure, that despite the enormous diversity of synthesized transcripts, only fully processed mRNAs are transported into de cytoplasm for translation. Following transcription, mRNAs undergo a series of processing events, including splicing, and are marked by proteins, called maturation marks. These marks are deposited on the mRNA during each of processing steps and include the Exon Junction Complex (EJC), which is deposited during splicing upstream of splice junctions. The transcription and export complex (TREX) recognizes the maturing mRNA-protein complexes (mRNPs), facilitates their packaging, and aids to make the mRNA competent for export. The eventual export of mRNA also requires the mRNA export factor. This enables the nuclear export of NXF1–NXT1–mRNP complexes through the nuclear pore complex (NPC) for translation in the cytoplasm. Yet, how is NXF1–NXT1 loaded selectively onto fully processed mRNPs, but not immature mRNP precursors? Here, I present evidence for a direct in vitro protein-protein interaction between NXF1–NXT1 and the RNA-bound EJC. Biochemical data and protein crosslinking coupled to mass spectrometry show that this protein-protein interaction is compatible with the simultaneous binding of NXF1–NXT1 to RNA and to FG-repeats, which make up the permeability barrier of the NPC. While NXF1–NXT1 shows low affinity for naked RNA, consistent with previous reports, its affinity is increased to the RNA-bound EJC. We speculate that premature association of NXF1–NXT1 with RNA-bound EJCs may be prevented by the chaperoning of the maturing mRNP through TREX1 or other EJC interactors. These data and additional experiments suggest that NXF1–NXT1 may recognize mRNPs through a combination of sequence non-specific and low affinity RNA-interactions and specific protein-protein interactions with mRNP maturation marks, such as the EJC. This could explain how the mRNA export factor NXF1–NXT1 can be both permissive to the great diversity of mRNAs and simultaneously selective to mature mRNPs.