Doklady Biological SciencesDoklady Biological SciencesДоклады Российской академии наук. Науки о жизни2686-73893034-5057The Russian Academy of Sciences68401010.31857/S2686738925020098ArticlesСтатьиResearch ArticleInvestigation of the functional role of the conserved sequence at the 5’-end of the fourth intron of the mod(mdg4) gene in trans-splicing in Drosophila melanogasterИсследование функциональной роли консервативной последовательности на 5'-конце четвертого интрона гена mod(mdg4) в транс-сплайсинге у Drosophila melanogasterSoldatovaIu. V.СолдатоваЮ. В.
Russian Federation
me@mtih.meBeginyazovaO.БегинязоваО.
Russian Federation
me@mtih.meGeorgievP. G.ГеоргиевП. Г.
Russian Federation

Academician of the RAS

академик РАН

me@mtih.meTikhonovM. V.ТихоновМ. В.
Russian Federation
me@mtih.meInstitute of Gene Biology Russian Academy of SciencesФедеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт биологии гена Российской академии наук (ИБГ РАН)1504202552112192241106202511062025Copyright ©; 2025, Russian Academy of SciencesCopyright ©; 2025, Российская академия наук2025Russian Academy of SciencesРоссийская академия наукhttps://journals.eco-vector.com/2686-7389/article/view/684010

Alternative splicing is an important mechanism that provides genetic diversity of proteins. Unique loci have been identified in Drosophila melanogaster, where mRNA diversity arises as a result of trans-splicing — a process in which exons from different pre-mRNAs are joined together. The trans-splicing in the mod(mdg4) locus, which encodes more than 31 isoforms, has been studied in detail. Important elements for this process include previously described conserved sequences in the fourth intron. The aim of this study is to further characterize the conserved motifs of the fourth intron, specifically the element at the 5’-end of the intron. Using model transgenic lines, it has been shown that introduced changes in the sequence of the studied element lead to a disruption of trans-splicing. In contrast, similar changes in the endogenous locus did not result in a disruption of trans-splicing. Thus, the conserved element plays a role in trans-splicing but is not critical.

Альтернативный сплайсинг представляет собой важный механизм, обеспечивающий генетическое разнообразие белков. У Drosophila melanogaster были обнаружены уникальные локусы, где разнообразие мРНК возникает в результате транс-сплайсинга — процесса, при котором экзоны из различных пре-мРНК соединяются. Наиболее подробно исследован транс-сплайсинг в локусе mod(mdg4), который кодирует более 31 изоформы. Важными элементами для этого процесса являются ранее описанные консервативные последовательности в четвертом интроне. Целью данного исследования является дальнейшая характеристика консервативных мотивов четвертого интрона, а именно элемента на 5'-конце интрона. С помощью модельных трансгенных линий показано, что внесенные замены в последовательность изучаемого элемента приводят к нарушению транс-сплайсинга. Напротив, аналогичные изменения в эндогенном локусе не привели к нарушению транс-сплайсинга. Таким образом, консервативный элемент играет роль в транс-сплайсинге, но не является ключевым.

alternative splicingtrans-splicingDrosophila melanogastermod(mdg4)splicing sitesальтернативный сплайсингтранс-сплайсингDrosophila melanogastermod(mdg4)сайты сплайсингаРоссийский научный фондRussian Science Foundation23-44-00038Wright C.J., Smith C.W.J., Jiggins C.D. Alternative splicing as a source of phenotypic diversity. // Nat Rev Genet, 2022, № 23(11): P. 697–710.Labrador M., Mongelard F., Plata-Rengifo P., et al. Protein encoding by both DNA strands. // Nature, 2001, № 409(6823): P. 1000.Horiuchi T., Giniger E., Aigaki T. Alternative trans-splicing of constant and variable exons of a Drosophila axon guidance gene, lola. // Genes Dev, 2003, № 17(20): P. 2496–501.Shi X., Singh S., Lin E., et al. Chimeric RNAs in cancer. // Adv Clin Chem, 2021, № 100: P. 1–35.Tikhonov M., Utkina M., Maksimenko O., et al. Conserved sequences in the Drosophila mod(mdg4) intron promote poly(A)-independent transcription termination and trans-splicing. // Nucleic Acids Res, 2018, № 46(20): P. 10608–10618.Gao J.L., Fan Y.J., Wang X.Y., et al. A conserved intronic U1 snRNP-binding sequence promotes trans-splicing in Drosophila. // Genes Dev, 2015, № 29(7): P. 760–71.McManus C.J., Duff M.O., Eipper-Mains J., et al. Global analysis of trans-splicing in Drosophila. // Proc Natl Acad Sci USA, 2010, № 107(29): P. 12975–9.Bonchuk A.N., Balagurov K.I., Baradaran R., et al. The Arthropoda-specific Tramtrack group BTB protein domains use previously unknown interface to form hexamers. // Elife, 2024, № 13.Melnikova L., Kostyuchenko M., Molodina V., et al. Multiple interactions are involved in a highly specific association of the Mod(mdg4)-67.2 isoform with the Su(Hw) sites in Drosophila. // Open Biol, 2017, № 7(10).Soldatova Iu., Shepelev M., Georgiev P., et al. A Novel Mechanism for Transcription Termination in the mod(mdg4) Locus of Drosophila melanogaster. // Biology (Basel), 2024 in press.Kaida D., Berg M.G., Younis I., et al. U1 snRNP protects pre-mRNAs from premature cleavage and polyadenylation. // Nature, 2010, № 468(7324): P. 664–8.Tikhonov M., Georgiev P., Maksimenko O. Competition within Introns: Splicing Wins over Polyadenylation via a General Mechanism. // Acta Naturae, 2013, № 5(4): P. 52–61.Bischof J., Maeda R.K., Hediger M., et al. An optimized transgenesis system for Drosophila using germ-line-specific phiC31 integrases. // Proc Natl Acad Sci U S A, 2007, № 104(9): P. 3312–7.Hernandez G., Vazquez-Pianzola P., Sierra J.M., et al. Internal ribosome entry site drives cap-independent translation of reaper and heat shock protein 70 mRNAs in Drosophila embryos. // RNA, 2004, № 10(11): P. 1783-–97.Zhang X., Koolhaas W.H., Schnorrer F. A versatile two-step CRISPR- and RMCE-based strategy for efficient genome engineering in Drosophila. // G3 (Bethesda), 2014, № 4(12): P. 2409–18.Ozturk-Colak A., Marygold S.J., Antonazzo G., et al. FlyBase: updates to the Drosophila genes and genomes database. // Genetics, 2024, № 227(1).Crooks G.E., Hon G., Chandonia J.M., et al. WebLogo: a sequence logo generator. // Genome Res, 2004, № 14(6): P. 1188–90.