Auswirkung einer bislang unbekannten Deletionsmutation des Spleißfaktors SRRM4 auf die Synthese der neuronalen Isoform von Protrudin

Groten, Natalie; Lampert, Angelika; Kurth, Ingo

doi:HT031294349

Auswirkung einer bislang unbekannten Deletionsmutation des Spleißfaktors SRRM4 auf die Synthese der neuronalen Isoform von Protrudin = Impact of a previously unknown deletion mutation in the splice factor SRRM4 on the synthesis of the neuronal isoform of protrudin

Groten, Natalie^RWTH*

2025

Verantwortlichkeitsangabevorgelegt von Natalie Groten

ImpressumAachen : RWTH Aachen University 2025

Umfang1 Online-Ressource : Illustrationen

Dissertation, Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen, 2025

Veröffentlicht auf dem Publikationsserver der RWTH Aachen University

Genehmigende Fakultät
Fak10

Hauptberichter/Gutachter
Kurth, Ingo (Thesis advisor)^RWTH* ; Lampert, Angelika (Thesis advisor)^RWTH*

Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2025-09-19

Online
DOI: 10.18154/RWTH-2025-08691
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/1019979/files/1019979.pdf

Einrichtungen

Institut und Lehrstuhl für Humangenetik und Genommedizin (924610)

Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
Mikroexon (frei) ; Protrudin (frei) ; SRRM4 (frei) ; Spleißfaktor (frei) ; Spleißmutation (frei) ; ZFYVE27 (frei) ; microexon (frei) ; splicing factor (frei) ; splicing mutation (frei)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 610

Kurzfassung
Diese Dissertation beschäftigt sich mit dem Fallbeispiel einer Patientin mit einer neuronalen Entwicklungsstörung bislang unklarer Ursache. In der genetischen Analyse wurde durch Whole Exome Sequencing eine Variante im SRRM4-Gen gefunden, welche bioinformatisch als potenziell krankheitsverursachend bewertet wurde. Jene Mutation liegt in der Spleiß-Donor-Sequenz hinter Exon 5 und führt auf mRNA-Ebene zu einer kompletten Deletion des genannten Exons. Bei SRRM4 handelt es sich um einen neuronalen Spleißfaktor, welcher durch alternatives Spleißen den Einschluss verschiedener Mikroexons in die mRNA reguliert, wodurch spezifische neuronale Protein-Isoformen gebildet werden können. Im Fall des Membranproteins Protrudin/ZFYVE27 hat eine SRRM4-Dysfunktion zur Folge, dass das Mikroexon L, welches die neuronale Isoform kennzeichnet, nicht in die mRNA eingebaut werden kann. Das Fehlen der neuronalen Protrudin-Isoform behinderte im Mausmodell in vergangenen Studien die Neurogenese. Ziel dieser Arbeit war es, die Auswirkung der Deletion von Exon 5 auf die Funktionalität des Spleißfaktors SRRM4 durch molekular- und zellbiologische Methoden weiter einzuordnen. Experimentell wurde dazu als Maß der Spleißfunktion die SRRM4-gestützte Protrudin-L-Produktion in HeLa-Zellen mittels einer qPCR-Quantifizierung gemessen. Die Retention des Mikroexons L in den ZFYVE27 Transkripten wurde dabei für Wildtyp-SRRM4 und SRRM4_del getrennt beobachtet. Es zeigte sich im Vergleich zum Wildtyp keine verringerte Menge an Protrudin-L in den Zellen mit SRRM4_del Zusatz. Dies lässt auf eine normale Funktionalität des mutierten Spleißfaktors schließen, die Deletion des Exon 5 scheint keine pathogene Dysfunktion zu verursachen. Der Phänotyp der Patientin lässt sich auf Basis der durchgeführten Experimente folglich nicht hinreichend durch die hier untersuchte SRRM4-Mutation begründen. Weiterführende Experimente, z.B. an Neuronen, könnten allerdings in Zukunft eine bessere Nachbildung des neuronalen Spleißens ermöglichen und dadurch möglicherweise zu einer Revision der Mutationsbewertung führen.

This dissertation deals with the case of a patient with a neuronal developmental disorder of unclear origin. In the genetic analysis, a variant in the SRRM4 gene was identified through Whole Exome Sequencing, which was bioinformatically assessed as potentially disease-causing. This mutation occurs in the splice donor sequence behind exon 5 and leads to a complete deletion of this exon at the mRNA level. SRRM4 is a neuronal splice factor that regulates the inclusion of various microexons in mRNA through alternative splicing, allowing for the formation of specific neuronal protein isoforms. In the case of the membrane protein Protrudin/ZFYVE27, SRRM4 dysfunction results in the inability to include the microexon L, which characterizes the neuronal isoform, in the mRNA. The absence of the neuronal Protrudin isoform has been shown in mouse models to impair neurogenesis in previous studies. The aim of this work was to further assess the impact of exon 5 deletion on the functionality of the splice factor SRRM4 through molecular and cell biological methods. Experimentally, the SRRM4-supported Protrudin-L production in HeLa cells was measured as a marker of splicing function, using qPCR quantification. The retention of microexon L in ZFYVE27 transcripts was observed separately for wild-type SRRM4 and SRRM4_del.The results showed no reduced amount of Protrudin-L in cells with the SRRM4_del construct compared to wild-type, indicating that the mutated splice factor appears to function normally. The deletion of exon 5 does not seem to cause a pathogenic dysfunction. Therefore, the patient's phenotype cannot be sufficiently explained by the SRRM4 mutation investigated in this study. However, further experiments, such as those on neurons, could in the future provide a better replication of neuronal splicing, potentially leading to a revision of the mutation's pathogenic assessment.

OpenAccess:
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