N6-methylation of 2′-O-methyladenosine (Am) in RNA occurs in eukaryotic cells to generate N6,2′-O-dimethyladenosine (m6Am). Identification of the methyltransferase responsible for m6Am catalysis has accelerated studies on the function of m6Am in RNA processing. While m6Am is generally found in the first transcribed nucleotide of mRNAs, the modification is also found internally within U2 snRNA. However, the writer required for catalyzing internal m6Am formation had remained elusive. By sequencing transcriptome-wide RNA methylation at single-base-resolution, we identified human METTL4 as the writer that directly methylates Am at U2 snRNA position 30 into m6Am. We found that METTL4 localizes to the nucleus and its conserved methyltransferase catalytic site is required for U2 snRNA methylation. By sequencing human cells with overexpressed Mettl4, we determined METTL4′s in vivo target RNA motif specificity. In the absence of Mettl4 in human cells, U2 snRNA lacks m6Am thereby affecting a subset of splicing events that exhibit specific features such as overall 3′ splice-site weakness with certain motif positions more affected than others. This study establishes that METTL4 methylation of U2 snRNA regulates splicing of specific pre-mRNA transcripts.

Abstract We characterized the regulatory mechanisms and role in human myeloid cell survival and differentiation of PRPF40A, a splicing factor lacking a canonical RNA Binding Domain. Upon PRPF40A knockdown, HL-60 cells displayed increased cell death, decreased proliferation and slight differentiation phenotype with upregulation of immune activation genes. Suggestive of both redundant and specific functions, cell death but not proliferation was rescued by overexpression of its paralog PRPF40B. Transcriptomic analysis revealed the predominant role of PRPF40A as an activator of cassette exon inclusion of functionally relevant splicing events. Mechanistically, the exons exclusively upregulated by PRPF40A are flanked by short and GC-rich introns which tend to localize to nuclear speckles in the nucleus center. These PRPF40A regulatory features are shared with other splicing regulators such as SRRM2, SON, PCBP1/2, and to a lesser extent TRA2B and SRSF2, as a part of a functional network that regulates splicing partly via co-localization in the nucleus.

Abstract SRRM2 is a nuclear-speckle marker containing multiple disordered domains, whose dysfunction is associated with several human diseases. Using mainly EGFP-SRRM2 knock-in HEK293T cells, we show that SRRM2 forms biomolecular condensates satisfying most hallmarks of liquid-liquid phase separation, including spherical shape, dynamic rearrangement, coalescence, and concentration dependence supported by in vitro experiments. Live-cell imaging shows that SRRM2 organizes nuclear speckles along the cell cycle. As bona-fide splicing factor present in spliceosome structures, SRRM2 deficiency induces skipping of cassette exons with short introns and weak splice sites, tending to change large protein domains. In THP-1 myeloid-like cells, SRRM2 depletion compromises cell viability, upregulates differentiation markers, and sensitizes cells to anti-leukemia drugs. SRRM2 induces a FES splice isoform that attenuates innate inflammatory responses, and MUC1 isoforms that undergo shedding with oncogenic properties. We conclude that SRRM2 acts as a scaffold to organize nuclear speckles, regulating alternative splicing in innate immunity and cell homeostasis.

Alternative splicing contributes to complex traits, but whether this differs in trait-relevant cell types across diverse genetic ancestries is unclear. Here we describe cell-type-specific, sex-biased and ancestry-biased alternative splicing in ~1 M peripheral blood mononuclear cells from 474 healthy donors from the Asian Immune Diversity Atlas. We identify widespread sex-biased and ancestry-biased differential splicing, most of which is cell-type-specific. We identify 11,577 independent cis-splicing quantitative trait loci (sQTLs), 607 trans-sGenes and 107 dynamic sQTLs. Colocalization between cis-eQTLs and trans-sQTLs revealed a cell-type-specific regulatory relationship between HNRNPLL and PTPRC. We observed an enrichment of cis-sQTL effects in autoimmune and inflammatory disease heritability. Specifically, we functionally validated an Asian-specific sQTL disrupting the 5′ splice site of TCHP exon 4 that putatively modulates the risk of Graves' disease in East Asian populations. Our work highlights the impact of ancestral diversity on splicing and provides a roadmap to dissect its role in complex diseases at single-cell resolution. This analysis of single-cell RNA sequencing data from peripheral blood mononuclear cells for 474 individuals of diverse Asian ancestries in the Asian Immune Diversity Atlas links cell-type-specific splicing variation with autoimmune and inflammatory disease risk.