Actin cytoskeleton dynamics is crucial for neurogenesis and neuronal function. Precise quantitative and qualitative regulation of actin polymerization is achieved by multiple actin-binding proteins, among which formins are particularly versatile. Here, we investigate how neuronal-specific splicing expands formin's functional diversity in the brain. We uncovered a highly conserved microexon in DAAM1, whose inclusion extends the linker region of the FH2 domain, and leads to remarkable changes in actin polymerization rates and structure. Microexon deletion causes neuritogenesis defects and increased calcium influx in in vitro differentiated neurons, and mice carrying this deletion exhibit deficient memory formation. These memory defects were associated with higher activity of DAAM1's interactor RhoA, increased ARC protein levels, postsynaptic deficiencies, fewer dendritic spines and impaired long-term potentiation. In summary, precise post-transcriptional regulation of DAAM1's FH2 domain is a novel mechanism for modulating actin dynamics in neurons, and is essential for proper brain function.

Abstract Pancreatic islets control glucose homeostasis by the balanced secretion of insulin and other hormones, and their abnormal function causes diabetes or hypoglycemia. Here, we uncover a conserved program of alternative microexons included in mRNAs of islet cells, particularly in genes involved in vesicle transport and exocytosis. Islet microexons (IsletMICs) are regulated by the RNA binding protein SRRM3 and represent a subset of the larger neural program that are particularly sensitive to the levels of this regulator. Both SRRM3 and IsletMICs are induced by elevated glucose levels, and depletion of SRRM3 in beta cell lines and mouse islets, or repression of particular IsletMICs using antisense oligonucleotides, leads to inappropriate insulin secretion. Consistently, SRRM3 mutant mice display defects in islet cell identity and function, leading to hyperinsulinemic hypoglycemia. Importantly, human genetic variants that influence SRRM3 expression and IsletMIC inclusion in islets are associated with fasting glucose variation and type 2 diabetes risk.

ABSTRACT The transition from maternal to embryonic transcriptional control is a crucial step in embryogenesis. However, how alternative splicing is regulated during this process and how it contributes to early development is unknown. Using transcriptomic data from pre-implantation stages of human, mouse and cow, we show that the stage of zygotic genome activation (ZGA) exhibits the highest levels of exon skipping diversity reported for any cell or tissue type. Interestingly, much of this exon skipping is temporary, leads to disruptive non-canonical isoforms, and occurs in genes enriched for DNA damage response in the three species. We identified two core spliceosomal components, Snrpb and Snrpd2 , as regulators of these patterns. These genes have low maternal expression at the time of ZGA and increase sharply thereafter. Consistently, microinjection of Snrpb/d2 mRNA into mouse zygotes reduces the levels of temporary exon skipping at ZGA, and leads to an increase in etoposide-induced DNA damage response. Altogether, our results suggest that mammalian embryos undergo an evolutionarily conserved and developmentally programmed specific splicing failure at the time of genome activation that attenuates cellular responses to DNA damage at these early stages.