мРНК PRPF19 кодирует малую открытую рамку считывания, которая важна для жизнеспособности клеток человека

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Высокопроизводительное рибосомное профилирование продемонстрировало трансляцию тысяч малых открытых рамок считывания, расположенных в 5’-нетранслируемых областях матричных РНК (вышележащих ОРС). Вышележащая ОРС может как выполнять регуляторную функцию за счет влияния на трансляцию нижележащей основной ОРС, так и кодировать малый функциональный белок или микробелок. В данной работе мы показали, что 5’-нетранслируемая область мРНК PRPF19 содержит вышележащую ОРС, которая транслируется в клетках человека. Инактивация данной вышележащей ОРС снижает жизнеспособность клеток человека.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Н. М. Шепелев

Институт биоорганической химии имени академиков М. М. Шемякина и Ю. А. Овчинникова РАН; Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова

Автор, ответственный за переписку.
Email: mprubtsova@gmail.com

химический факультет

Россия, Москва; Москва

А. О. Курочкина

Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова

Email: mprubtsova@gmail.com

химический факультет

Россия, Москва

О. А. Донцова

Институт биоорганической химии имени академиков М. М. Шемякина и Ю. А. Овчинникова РАН; Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова; Научно-исследовательский институт физико-химической биологии имени А. Н. Белозерского; Сколковский институт науки и технологий

Email: mprubtsova@gmail.com

академик, химический факультет, центр молекулярной и клеточной биологии

Россия, Москва; Москва; Москва; Москва

М. П. Рубцова

Институт биоорганической химии имени академиков М. М. Шемякина и Ю. А. Овчинникова РАН; Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова

Email: mprubtsova@gmail.com

химический факультет

Россия, Москва; Москва

Список литературы

  1. Brar G. A., Weissman J. S. Ribosome profiling reveals the what, when, where and how of protein synthesis // Nat Rev Mol Cell Biol. 2015. V. 16. № 11. P. 651–664.
  2. Rubtsova M., Naraykina Y., Vasilkova D., et al. Protein encoded in human telomerase RNA is involved in cell protective pathways // Nucleic Acids Research. 2018. V. 46, № 17. P. 8966–8977.
  3. Chugunova A., Loseva E., Mazin P., et al. LINC00116 codes for a mitochondrial peptide linking respiration and lipid metabolism // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2019. V. 116, № 11. P. 4940–4945.
  4. Sergiev P.V., Rubtsova M.P. Little but Loud. The Diversity of Functions of Small Proteins and Peptides – Translational Products of Short Reading Frames // Biochemistry Moscow. 2021. V. 86, № 9. P. 1139–1150.
  5. Wethmar K. The regulatory potential of upstream open reading frames in eukaryotic gene expression // WIREs RNA. 2014. V. 5, № 6. P. 765–768.
  6. Renz P.F., Valdivia-Francia F., Sendoel A. Some like it translated: small ORFs in the 5′UTR // Experimental Cell Research. 2020. V. 396, № 1. P. 112229.
  7. Ameri K., Harris A.L. Activating transcription factor 4 // The International Journal of Biochemistry & Cell Biology. 2008. V. 40, № 1. P. 14–21.
  8. Vattem K.M., Wek R.C. Reinitiation involving upstream ORFs regulates ATF4 mRNA translation in mammalian cells // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2004. V. 101, № 31. P. 11269–11274.
  9. Cloutier P., Poitras C., Faubert D., et al. Upstream ORF-Encoded ASDURF Is a Novel Prefoldin-like Subunit of the PAQosome // J. Proteome Res. 2020. V. 19, № 1. P. 18–27.
  10. Pinard M., Cloutier P., Poitras C., et al. Unphosphorylated Form of the PAQosome Core Subunit RPAP3 Binds Ribosomal Preassembly Complexes to Modulate Ribosome Biogenesis // J. Proteome Res. 2022. V. 21, № 4. P. 1073–1082.
  11. Meyers R. M., Bryan J. G., McFarland J. M., et al. Computational correction of copy number effect improves specificity of CRISPR–Cas9 essentiality screens in cancer cells // Nat Genet. 2017. V. 49, № 12. P. 1779–1784.
  12. Behan F. M., Iorio F., Picco G., et al. Prioritization of cancer therapeutic targets using CRISPR–Cas9 screens // Nature. 2019. V. 568, № 7753. P. 511–516.
  13. Yin J., Zhu J.-M., Shen X.-Z. New insights into pre-mRNA processing factor 19: A multi-faceted protein in humans // Biology of the Cell. 2012. V. 104, № 12. P. 695–705.
  14. Kiniry S. J., O’Connor P.B.F., Michel A. M., et al. Trips-Viz: a transcriptome browser for exploring Ribo-Seq data // Nucleic Acids Research. 2019. V. 47, № D1. P. D847–D852.
  15. Cao X., Slavoff S.A. Non-AUG start codons: Expanding and regulating the small and alternative ORFeome // Experimental Cell Research. 2020. V. 391, № 1. P. 111973.
  16. Jungreis, I., Lin, M. F., Chan, C. S., et al. CodAlignView: A tool for visualizing protein-coding constraint. 2016.
  17. Egorov A. A., Atkinson G. C. uORF4u: a tool for annotation of conserved upstream open reading frames // Bioinformatics. 2023. V. 39, № 5. P. btad323.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Рибосомное профилирование основной изоформы мРНК гена PRPF19 человека (ENST00000227524) согласно базе Ensemble, отображенное в транскриптомном браузере Trips-Viz. На схеме внизу отмечены разными цветами три возможные рамки считывания и соответствующие им профили на графике. На схеме рамок считывания черным отмечены стоп-кодоны (UGA, UAA, UAG), белым отмечены старт-кодоны (AUG).

Скачать (297KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Профилирование инициирующих рибосом основной изоформы мРНК гена PRPF19 человека (ENST00000227524) согласно базе Ensemble, отображенное в транскриптомном браузере Trips-Viz. На схеме разными цветами отмечены три возможные рамки считывания и соответствующие им профили на графике. На схеме внизу черным отмечены стоп-кодоны (UGA, UAA, UAG), белым отмечены старт-кодоны (AUG).

Скачать (316KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Подтверждение трансляции вышележащей ОРС гена PRPF19 с помощью репортерной конструкции: схема репортерной конструкции. Часть ОРС белка PRPF19 соединена с ОРС EGFP. вОРС – вышележащая ОРС (А); измерение люциферазной активности, опосредованной HiBiT, в лизатах клеток после трансфекции репортерными конструкциями. Показаны средние значения и стандартные отклонения для 4 независимых трансфекций. RLU – относительные световые единицы; *** – p-значение < 0.001 (Б).

Скачать (113KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Анализ консервативности вышележащей ОРС гена PRPF19 среди млекопитающих: выравнивание вышележащей ОРС гена PRPF19 в геномном браузере CodAlignView среди некоторых млекопитающих. Указаны положения первого старт-кодона вышележащей ОРС у человека по данным на рис. 2 и стоп-кодона (A); Выравнивание последовательностей белков, кодируемых вышележащей ОРС в мРНК гена PRPF19, среди указанных видов в MSA4U [17]often encoding so-called leader peptides. Начало белка выбрано по первому возможному старт-кодону в соответствующей рамке считывания (Б).

Скачать (1MB)
Метаданные
6. Рис. 5. Анализ конкуренции между клетками HAP1 дикого типа и клетками, экспрессирующими гидовые РНК, в течение нескольких дней. Показана относительная доля клеток, экспрессирующих гидовую РНК и EGFP, по третьему дню после трансдукции лентивирусами. Показаны средние значения и стандартное отклонение для трех независимых заражений клеток. ** – p-значение < 0.01. “вОРС” – вышележащая ОРС.

Скачать (66KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024