Research Article1 July 1985free access Primary structure of human fibronectin: differential splicing may generate at least 10 polypeptides from a single gene. A.R. Kornblihtt A.R. Kornblihtt Search for more papers by this author K. Umezawa K. Umezawa Search for more papers by this author K. Vibe-Pedersen K. Vibe-Pedersen Search for more papers by this author F.E. Baralle F.E. Baralle Search for more papers by this author A.R. Kornblihtt A.R. Kornblihtt Search for more papers by this author K. Umezawa K. Umezawa Search for more papers by this author K. Vibe-Pedersen K. Vibe-Pedersen Search for more papers by this author F.E. Baralle F.E. Baralle Search for more papers by this author Author Information A.R. Kornblihtt, K. Umezawa, K. Vibe-Pedersen and F.E. Baralle The EMBO Journal (1985)4:1755-1759https://doi.org/10.1002/j.1460-2075.1985.tb03847.x PDFDownload PDF of article text and main figures. ToolsAdd to favoritesDownload CitationsTrack CitationsPermissions ShareFacebookTwitterLinked InMendeleyWechatReddit Figures & Info Cellular and plasma fibronectins are heterodimers consisting of similar but not identical polypeptides. The differences between fibronectin subunits are due in part to the variability of internal primary sequences. This results from alternative splicing in at least two regions (ED and IIICS) of the pre-mRNA. The complete primary structure of human fibronectin, including most of the internal variations, has been determined by sequencing a series of overlapping cDNA clones. In total, they covered 7692 nucleotides and represented the mRNA sequence coding from the amino terminus of the mature protein to the poly(A) tail. The deduced amino acid sequence of fibronectin has been analysed in terms of the arrangement of internal homologies and the different binding domains. Previous ArticleNext Article Volume 4Issue 71 July 1985In this issue RelatedDetailsLoading ...

Changes in promoter structure and occupation have been shown to modify the splicing pattern of several genes, evidencing a coupling between transcription and alternative splicing. It has been proposed that the promoter effect involves modulation of RNA pol II elongation rates. The C4 point mutation of the Drosophila pol II largest subunit confers on the enzyme a lower elongation rate. Here we show that expression of a human equivalent to Drosophila's C4 pol II in human cultured cells affects alternative splicing of the fibronectin EDI exon and adenovirus E1a pre-mRNA. Most importantly, resplicing of the Hox gene Ultrabithorax is stimulated in Drosophila embryos mutant for C4, which demonstrates the transcriptional control of alternative splicing on an endogenous gene. These results provide a direct proof for the elongation control of alternative splicing in vivo.

In search for physiological pathways affecting alternative splicing through its kinetic coupling with transcription, we found that membrane depolarization of neuronal cells triggers the skipping of exon 18 from the neural cell adhesion molecule (NCAM) mRNA, independently of the calcium/calmodulin protein kinase IV pathway. We show that this exon responds to RNA polymerase II elongation, because its inclusion is increased by a slow polymerase II mutant. Depolarization affects the chromatin template in a specific way, by causing H3K9 hyper-acetylation restricted to an internal region of the NCAM gene surrounding the alternative exon. This intragenic histone hyper-acetylation is not paralleled by acetylation at the promoter, is associated with chromatin relaxation, and is linked to H3K36 tri-methylation. The effects on acetylation and splicing fully revert when the depolarizing conditions are withdrawn and can be both duplicated and potentiated by the histone deacetylase inhibitor trichostatin A. Our results are consistent with a mechanism involving the kinetic coupling of splicing and transcription in response to depolarization through intragenic epigenetic changes on a gene that is relevant for the differentiation and function of neuronal cells.

Light is a source of energy and also a regulator of plant physiological adaptations. We show here that light/dark conditions affect alternative splicing of a subset of Arabidopsis genes preferentially encoding proteins involved in RNA processing. The effect requires functional chloroplasts and is also observed in roots when the communication with the photosynthetic tissues is not interrupted, suggesting that a signaling molecule travels through the plant. Using photosynthetic electron transfer inhibitors with different mechanisms of action, we deduce that the reduced pool of plastoquinones initiates a chloroplast retrograde signaling that regulates nuclear alternative splicing and is necessary for proper plant responses to varying light conditions.

Alternative splicing (AS) is a highly regulated process that increases protein diversity and is critical for cell differentiation and development. The rate of RNA Polymerase II (RNAPII) elongation has an important role in the control of AS. We generated mouse embryonic stem cells (ESCs) knocked-in for a slow elongating form of RNAPII and show that a reduced transcriptional elongation rate causes early embryonic lethality in mice and impairs the differentiation of ESCs into the neural lineage. The reduced elongation rate caused changes in splicing and in gene expression in ESCs and along the pathway of neuronal differentiation. In particular, we found a crucial role for RNAPII elongation rate in transcription and splicing of long neuronal genes involved in synapse signaling. The impact of the kinetic coupling of RNAPII elongation rate with AS is more predominant in ESC-differentiated neurons than in pluripotent cells. Our results demonstrate the requirement for an appropriate transcriptional elongation rate to ensure proper gene expression and to regulate AS during development.

Abstract Transcription of eukaryotic protein-coding genes generates immature mRNAs that are subjected to a series of processing events, including capping, splicing, cleavage and polyadenylation (CPA) and chemical modifications of bases. Alternative polyadenylation (APA) greatly contributes to mRNA diversity in the cell. By determining the length of the 3’ untranslated region, APA generates transcripts with different regulatory elements, such as miRNA and RBP binding sites, which can influence mRNA stability, turnover and translation. In the model plant Arabidopsis thaliana , APA is involved in the control of seed dormancy and flowering. In view of the physiological importance of APA in plants, we decided to investigate the effects of light/dark conditions and compare the underlying mechanisms to those elucidated for alternative splicing (AS). We found that light controls APA in approximately 30% of Arabidopsis genes. Similar to AS, the effect of light on APA requires functional chloroplasts, is not affected in mutants of the phytochrome and cryptochrome photoreceptor pathways and is observed in roots only when the communication with the photosynthetic tissues is not interrupted. Furthermore, mitochondrial activity is necessary for the effect of light in roots but not in shoots. However, unlike AS, coupling with transcriptional elongation does not seem to be involved since light-dependent APA regulation is neither abolished in mutants of the TFIIS transcript elongation factor nor universally affected by chromatin relaxation caused by the histone deacetylase inhibition. Instead, regulation seems to be linked to light-elicited changes in the abundance of constitutive CPA factors, also mediated by the chloroplast.