Nucleotide post-transcriptional modifications of BC1 non-coding RNA during brain development: new insights into the BC1-FMRP complex

L’RNA BC1 (Brain Cytoplasmic 1 RNA) è un piccolo RNA non codificante (sncRNA) altamente espresso nel cervello dei roditori e appartenente alla famiglia degli elementi SINE (Short Interspersed Nuclear repetitive Elements). Nei neuroni l’RNA BC1 forma particelle ribonucleoproteiche (RNP), alcune delle quali reprimono la traduzione degli RNA messaggeri. Un componente chiave della RNP contenente BC1 è la proteina FMRP (Fragile X Mental Retardation Protein). Durante il mio lavoro di tesi è emerso che l’RNA BC1 è pseudouridinilato e metilato in vivo. E’ stato rilevante notare che uno dei due tipi di modificazioni (G46 e C47 2’-O-metilazioni) si verifica solo in una ben definita finestra temporale che corrisponde alla fine della sinaptogenesi. Esperimenti in vitro EMSA (Electrophoretic Mobility Shift Assay) sono stati condotti per individuare ogni possibile effetto di queste modificazioni post-trascrizionali (rispettivamente pseudouridine e 2’-O-metilazioni) sul legame tra l’RNA BC1 modificato e il dominio N-terminale (NT) di FMRP. È stato osservato che le modificazioni Gm46, Cm47 e Gm56 diminuiscono l’affinità di legame tra l’RNA BC1 e l’NT di FMRP. Uno studio traduzionale in vivo condotto su topi WT e FMR1 KO ha permesso di mostrare che nei topi FMR1KO l’efficienza traduzionale di tre mRNA target di FMRP (Map1B, -CaMKII e Arc) è deregolata solo nel cervello di topi di 3 settimane e non in quello di topi di 3 mesi. Noi proponiamo un modello nel quale lo stato delle modificazioni nucleotidiche post-trascrizionali del piccolo RNA non codificante BC1 potrebbe promuovere l’attività di chaperone degli RNA posseduta dalla proteina FMRP. In questo contesto, è possibile ipotizzare il ruolo di FMRP nel promuovere l’appaiamento e lo scambio dei filamenti di RNA tra BC1 e gli mRNA a cui esso è appaiato.