Цитоплазматический элемент полиаденилирования - Cytoplasmic polyadenylation element

В цитоплазматический элемент полиаденилирования (CPE) - это элемент последовательности, найденный в 3 'непереведенный регион из информационная РНК. Хотя известно, что несколько элементов последовательности регулируют цитоплазматическое полиаденилирование, CPE охарактеризован лучше всего.[1] Наиболее распространенная последовательность CPE - UUUUAU, хотя есть и другие варианты.[2] Связывание CPE-связывающий белок (CPEB ) в этот регион способствует расширению существующих полиадениновый хвост и, в целом, активация мРНК для трансляция белков. Это удлинение происходит после того, как мРНК была экспортирована из ядра в цитоплазму. Более длинный поли (A) хвост привлекает больше цитоплазматических полиаденинсвязывающих белков (PABP), которые взаимодействуют с несколькими другими цитоплазматическими белками, которые способствуют ассоциации мРНК и рибосомы.[1] Таким образом, удлинение поли (А) -хвоста играет роль в повышении эффективности трансляции мРНК. Хвосты полиаденина увеличены примерно с 40 до 150 оснований.[2]

Цитоплазматическое полиаденилирование следует отличать от ядерного полиаденилирования. полиаденляция; цитоплазматическое полиаденилирование происходит в цитоплазме в определенных мРНК, а не в ядре и затрагивает почти все эукариотические мРНК.[3] Среди других функций видная роль CPE была определена в оогенез, сперматогенез, митоз и рост новых синапсов[4][5][6] Роль CPE была впервые охарактеризована в ооцитах и ​​эмбрионах Xenopus, но недавние исследования определили роль CPE в соматических клетках.[1][7] Было показано, что некоторые мРНК протоонкогенов содержат CPE. Один из таких генов Мой с. Уровень продукции различных белков CPEB определяет, будет ли экспрессия Мой с приводит к образованию опухоли.[8] Ген-супрессор опухоли TP53 также было показано, что они регулируются CPE. Линии клеток, которые не продуцируют CPEB, показывают более низкие уровни белка. p53 и стать бессмертным вместо того, чтобы показывать старение.[9]

ECPE и C-CPE - это два других элемента цитоплазматического полиаденилирования, которые обнаруживаются внутри эмбрионов. Наиболее распространенной последовательностью eCPE является UUUUUUUUUUUU, в то время как последовательность C-CPE обычно представляет собой очень богатую C область с редкими U. Все эти CPE объединяет то, что их эффективность в продвижении удлинения поли (A) хвоста зависит от их близость к сигналу поли (А).[1] Оптимально, они должны находиться в пределах 25 нуклеотидов, но могут находиться на расстоянии до 100 нуклеотидов от сигнала поли (А).[10] Альтернативно, CPE могут вызывать репрессию трансляции, если две последовательности CPE расположены в пределах 50 нуклеотидов друг от друга в пределах 3 ’UTR.[1] Наибольшая репрессия наблюдается, когда два CPE находятся на расстоянии 10–12 нуклеотидов. Если CPE имеет неконсенсусную последовательность, соседний Pumilio-связывающий элемент (PBE) необходим для активации трансляции. Если CPE имеет консенсусную последовательность, присутствие PBE может удвоить результирующую активацию трансляции.[10] CPE - не единственный цис-действующий элемент, регулирующий процессинг 3'UTR, поскольку сигналы альтернативного полиаденилирования (APA), сайты-мишени микроРНК и AU-богатые элементы (ARE) также играют роль в определении длины поли (A) хвоста.[11]

Исследование

Исследования CPE были сосредоточены на дальнейшем выяснении его роли в регуляции трансляции и ее роли в развитии. Исследования нейронов аплизии показали, что CPE играет роль в регулировании формирования памяти. Когда формируются долговременные воспоминания, CPE, обнаруженные в мРНК нейронального актина, позволяют активировать этот белок. Повышенные концентрации актина позволяют новым синапсам расти, обеспечивая хранение в памяти.[12]

Изучение регуляции мРНК во время оогенеза у Drosophila показало, что CPE и CPE связывающие белки помогают контролировать время продукции белка во время развития. Ооциты транскрибируют большую часть своей мРНК за один раз и полагаются на другие механизмы контроля для определения времени производства белка. Исследование показало, что мРНК, которые являются мишенью для CPEB WISP, демонстрируют значительное удлинение хвоста полиА, но не повышенное количество транскриптов мРНК.[13]

Рекомендации

  1. ^ а б c d е Чарльзуорт, Аманда; Meijer, Hedda A .; де Моор, Корнелия Х. (01.07.2013). «Факторы специфичности цитоплазматического полиаденилирования». Междисциплинарные обзоры Wiley: РНК. 4 (4): 437–461. Дои:10.1002 / wrna.1171. ISSN  1757-7012. ЧВК  3736149. PMID  23776146.
  2. ^ а б Ившина Мария; Ласко, Пол; Рихтер, Джоэл Д. (11 октября 2014 г.). "Белки, связывающие элемент цитоплазматического полиаденилирования в развитии, здоровье и болезни". Ежегодный обзор клеточной биологии и биологии развития. 30 (1): 393–415. Дои:10.1146 / annurev-cellbio-101011-155831. PMID  25068488.
  3. ^ Хант, Артур Дж .; Сюй, Руцян; Аддепалли, Баласубрахманйам; Рао, Сурьядевара; Forbes, Кевин П .; Микс, Лиза Р .; Син, Дэнхуи; Пн, Мин; Чжао, Хунвэй (01.01.2008). «Аппарат полиаденилирования мРНК Arabidopsis: всесторонний анализ белок-белковых взаимодействий и профилирование экспрессии генов». BMC Genomics. 9: 220. Дои:10.1186/1471-2164-9-220. ISSN  1471-2164. ЧВК  2391170. PMID  18479511.
  4. ^ de Moor, C.H .; Рихтер, Дж. Д. (1999). «Цитоплазматическое полиаденилирование опосредует маскирование и демаскирование мРНК циклина B1». EMBO J. 18 (8): 2294–2303. Дои:10.1093 / emboj / 18.8.2294. ЧВК  1171312. PMID  10205182.
  5. ^ Luitjens, C; Гальегос, М; Kraemer, B; Kimble, J; Викенс, М. (2000). «Белки CPEB контролируют два ключевых этапа сперматогенеза у C. elegans». Genes Dev. 14 (20): 2596–609. Дои:10.1101 / gad.831700. ЧВК  316992. PMID  11040214.
  6. ^ Вильяльба, Ана; Колл, Ольга; Гебауэр, Фатима (2011). «Цитоплазматический полиаденилирование и контроль трансляции». Текущее мнение в области генетики и развития. 21 (4): 452–457. Дои:10.1016 / j.gde.2011.04.006. PMID  21536428.
  7. ^ Рутледж, Шарлотта Э .; Лау, Хо-Так; Манган, Хейзел; Харди, Линда Л .; Суннотель, Олаф; Го, Фань; MacNicol, Angus M .; Walsh, Colum P .; Лиз-Мердок, Дайан Дж. (20 февраля 2014 г.). «Эффективная трансляция Dnmt1 требует цитоплазматического полиаденилирования и связывающих элементов Musashi». PLOS ONE. 9 (2): e88385. Дои:10.1371 / journal.pone.0088385. ISSN  1932-6203. ЧВК  3930535. PMID  24586322.
  8. ^ Чен, Юнь; Цай, Я-Хуэй; Цзэн, Шэн-Хун (01.11.2016). «Регулирование экспрессии белков, связывающих элемент цитоплазматического полиаденилирования, для лечения рака». Противораковые исследования. 36 (11): 5673–5680. Дои:10.21873 / anticanres.11150. ISSN  0250-7005. PMID  27793888.
  9. ^ Бернс, Дэвид М .; Рихтер, Джоэл Д. (15 декабря 2008 г.). «Регулирование CPEB клеточного старения человека, энергетического метаболизма и трансляции мРНК p53». Гены и развитие. 22 (24): 3449–3460. Дои:10.1101 / gad.1697808. ISSN  0890-9369. ЧВК  2607074. PMID  19141477.
  10. ^ а б Пике, Мария; Лопес, Хосе Мануэль; Фуассак, Сильвен; Гиго, Родерик; Мендес, Рауль (2008). «Комбинаторный код для управления трансляцией через CPE». Клетка. 132 (3): 434–448. Дои:10.1016 / j.cell.2007.12.038. PMID  18267074.
  11. ^ Чжан, Сяокань; Виртанен, Андерс; Клейман, Фрида Э. (15.11.2010). «Чтобы полиаденилат или деаденилат». Клеточный цикл. 9 (22): 4437–4449. Дои:10.4161 / cc.9.22.13887. ISSN  1538-4101. ЧВК  3048043. PMID  21084869.
  12. ^ Лю, Цзиньминь; Шварц, Джеймс Х. (2003-01-03). «Цитоплазматический белок, связывающий элемент полиаденилирования и полиаденилирование информационной РНК в нейронах аплизии». Исследование мозга. 959 (1): 68–76. Дои:10.1016 / с0006-8993 (02) 03729-0. ISSN  0006-8993. PMID  12480159.
  13. ^ Цуй, июнь; Sartain, Caroline V .; Pleiss, Jeffrey A .; Вольфнер, Мариана Ф. (2013-11-01). «Цитоплазматическое полиаденилирование является основным регулятором мРНК во время оогенеза и активации яиц у дрозофилы». Биология развития. 383 (1): 121–131. Дои:10.1016 / j.ydbio.2013.08.013. ЧВК  3821703. PMID  23978535.