Doklady Biological SciencesDoklady Biological SciencesДоклады Российской академии наук. Науки о жизни2686-73893034-5057The Russian Academy of Sciences69350210.31857/S2686738925040086ArticlesСтатьиResearch ArticleTwo RNA-binding regions of PCID2, subunit of the nuclear mRNA export complex TREX-2, competitively interact with the 3'-noncoding region of RAS2 mRNAДва РНК-связывающих района PCID2, субъединицы комплекса ядерного экспорта мРНК TREX-2, конкурентно взаимодействуют с3’-некодирующей областью мРНК ras2VdovinaY. A.ВдовинаЮ. А.d_dmitrieva@mail.ruGeorgievaS. G.ГеоргиеваС. Г.d_dmitrieva@mail.ruKopytovaD. V.КопытоваД. В.d_dmitrieva@mail.ruEngelhardt Institute of Molecular Biology, Russian Academy of SciencesФедеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт молекулярной биологии им. В. А. Энгельгардта Российской академии наук150820255231VOL 523, NO (2025)ТОМ 523, № (2025)42643016102025Copyright ©; 2025, Russian Academy of SciencesCopyright ©; 2025, Российская академия наук2025Russian Academy of SciencesРоссийская академия наукhttps://journals.eco-vector.com/2686-7389/article/view/693502

PCID2 protein is a subunit of the eukaryotic complex TREX-2, which is responsible for nuclear export of mRNA. PCID2 plays an important role in the complex, being responsible for the recognition and binding of the mRNA molecule. PCID2 of D. melanogaster interacts with a region of ras2 (fr4_2) mRNA and has two interaction sites located in its PCI domain: the M-PCID2 region, which non-specific binds to mRNA and the C-terminal part (C-PCID2), which specifically recognizes the ras2 fr4_2 mRNA sequence. At the same time, specific binding to C-PCID2 requires a preliminary nonspecific interaction with M-PCID2. It remains unclear how the transition from a primary nonspecific interaction to a specific interaction occurs. Whether both regions interact with RNA simultaneously or whether the nonspecific interaction is only necessary in the first step for subsequent specific binding. This study has shown that binding of M-PCID2 and C-PCID2 to ras2 fr4_2 RNA is competitive. M-PCID2 binds more efficiently and displaces C-PCID2 from the complex with the ras2 mRNA fragment. Thus, additional factors are required to replace the M-PCID2 contact by C-PCID2 during the interaction of full-length PCID2 protein with ras2 mRNA. We also show that point mutations in M-PCID2 that disrupt the interaction of full-length PCID2 with RNA result in greater association of M-PCID2 with RNA. It is likely that the increased affinity of M-PCID2 for RNA disrupts the ability to replace M-PCID2 with C-PCID2 within full-length PCID2.

Белок PCID2 является субъединицей комплекса эукариот TREX-2, отвечающего за ядерный экспорт мРНК. В составе комплекса D. melanogaster PCID2 играет важную роль, отвечая за узнавание и связывание молекулы мРНК. PCID2 взаимодействует с участком мРНК ras2 (fr4_2) и имеет два участка связывания, расположенные в его PCI-домене: район M-PCID2, неспецифично связывающий мРНК и С-концевую часть (C-PCID2), специфично узнающую последовательность мРНК ras2 fr4_2. При этом для специфичного связывания с C-PCID2 необходимо предварительное неспецифичное взаимодействие с M-PCID2. Остается неясным, как происходит переход от первичного неспецифичного взаимодействия к специфичному. Взаимодействуют ли оба района с РНК одновременно, или неспецифичное взаимодействие необходимо только на первом этапе для последующего специфичного связывания. В данной работе показано, что связывание M-PCID2 и C-PCID2 с РНК ras2 fr4_2 происходит конкурентно. При этом M-PCID2 связывается более эффективно и вытесняет C-PCID2 из комплекса с фрагментом мРНК ras2. Таким образом, для замены контакта М-PCID2 на C-PCID2 в ходе взаимодействия полноразмерного белка PCID2 с РНК ras2 необходимы дополнительные факторы. Также показано, что точечные мутации в M-PCID2, разрушающие взаимодействие полноразмерного PCID2 с РНК, приводят к большей ассоциации M-PCID2 с РНК. Вероятно, повышение сродства M-PCID2 к РНК нарушает возможность замены М-PCID2 на C-PCID2 в составе полноразмерного PCID2.

PCID2TREX-2mRNA exportEMSAPCID2TREX-2экспорт мРНКEMSA ДиатроптовСуровРабота была выполнена при поддержке гранта РНФ № 25-64-00013.Lu Q. et al. Arabidopsis homolog of the yeast TREX-2 mRNA export complex: components and anchoring nucleoporin // The Plant journal: for cell and molecular biology. England, 2010. Vol. 61, № 2. P. 259–270.Luna R., Gonzalez-Aguilera C., Aguilera A. Transcription at the proximity of the nuclear pore: a role for the THP1-SAC3-SUS1-CDC31 (THSC) complex // RNA biology. United States, 2009. Vol. 6, № 2. P. 145–148.Rodríguez-Navarro S. et al. Sus1, a functional component of the SAGA histone acetylase complex and the nuclear pore-associated mRNA export machinery // Cell. United States, 2004. Vol. 116, № 1. P. 75–86.Fischer T. et al. The mRNA export machinery requires the novel Sac3p-Thp1p complex to dock at the nucleoplasmic entrance of the nuclear pores // The EMBO journal. England, 2002. Vol. 21, № 21. P. 5843–5852.Gonzalez-Aguilera C. et al. The THP1-SAC3-SUS1-CDC31 complex works in transcription elongation-mRNA export preventing RNA-mediated genome instability // Molecular biology of the cell. United States, 2008. Vol. 19, № 10. P. 4310–4318.Jani D. et al. Functional and structural characterization of the mammalian TREX-2 complex that links transcription with nuclear messenger RNA export // Nucleic acids research. England, 2012. Vol. 40, № 10. P. 4562–4573.Kopytova D. et al. ORC interacts with THSC/TREX-2 and its subunits promote Nxf1 association with mRNP and mRNA export in Drosophila // Nucleic Acids Research. 2016. Vol. 44, № 10. P. 4920–4933.Glukhova A. A. et al. PCID2, a subunit of the Drosophila TREX-2 nuclear export complex, is essential for both mRNA nuclear export and its subsequent cytoplasmic trafficking // RNA Biology. United States, 2021. Vol. 18, № 11. P. 1969–1980.Vdovina Y. A. et al. PCID2 Subunit of the Drosophila TREX-2 Complex Has Two RNA-Binding Regions // Current issues in molecular biology. Switzerland, 2023. Vol. 45, № 7. P. 5662–5676.Ellisdon A. M. et al. Structural basis for the assembly and nucleic acid binding of the TREX-2 transcription-export complex // Nature structural & molecular biology. United States, 2012. Vol. 19, № 3. P. 328–336.Stewart M. Structure and Function of the TREX-2 Complex // Sub-cellular biochemistry. United States, 2019. Vol. 93. P. 461–470.Вдовина Ю. А., Геогиева С. Г., Копытова Д. В. Точечные мутации в М-домене PCID2 нарушают его функции в экспорте мРНК у Drosophila melanogaster // Доклады Российской академии наук. Науки о жизни. 2024. Т. 518. С. 5–9.Golovanov A. P. et al. The solution structure of REF2-I reveals interdomain interactions and regions involved in binding mRNA export factors and RNA // RNA (New York, NY). 2006. Vol. 12, № 11. P. 1933–1948.Hautbergue G. M. et al. Mutually exclusive interactions drive handover of mRNA from export adaptors to TAP // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. United States, 2008. Vol. 105, № 13. P. 5154–5159.