Inactivation of mRNA cap-binding protein complex in Drosophila melanogaster embryos under heat shock

Zapata, Juán M.; Maroto, Federico García; Sierra, J M

doi:10.1016/s0021-9258(18)98508-x

Cited by 54 publications

(10 citation statements)

References 49 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…A decrease in the associated proteins was observed in other comparative analyses (data not shown; a modest decrease is seen by two-dimensional analysis: panels B and C). The extent of dissociation of eIF-4E-associated proteins we observe is less than reported by Zapata et al (1991). The open arrowheads in panel A mark unavoidable degradation products of eIF-4E (these are detected more clearly as spots, labeled degl and deg2, in panel B).…”

Section: Resultscontrasting

confidence: 67%

“…However, mRNAs with similarly low predicted 5'UTR structure, such as actin, or a synthetic 5'UTR created by maintaining base composition but randomizing order, do not preferentially translate (Lindquist & Petersen, 1990), suggesting a specific-sequence element requirement also exists. The heat shocked Drosophila translational machinery appears lesioned in the initiation factor fraction (Sanders et al, 1986;Zapata et al, 1991), paralleling observations in mammalian cells Panniers et al, 1984Panniers et al, , 1985. Some evidence for a ribosomal fraction lesion has also been obtained (Scott & Pardue, 1980), the differences likely resulting from stringency of salt-wash removal of ribosomal-associated proteins.…”

Section: Discussionmentioning

confidence: 54%

“…It is reported to be a three protein complex, again mirroring its composition in mammalian cells. Zapata et al (1991) suggest that subunit dissociation during heat shock may block eIF-4F activity and account for preferential translation. We have further characterized eIF-2 and eIF-4E using novel and parallel strategies, focusing on alterations caused by heat shock.…”

Section: Resultsmentioning

confidence: 99%

See 2 more Smart Citations

Heat Shock Effects on Phosphorylation of Protein Synthesis Initiation Factor Proteins eIF-4E and eIF-2.alpha. in Drosophila

Duncan

Cavener

1995

Biochemistry

View full text Add to dashboard Cite

Heat shock of mammalian cells causes changes in initiation factor phosphorylation that likely contribute to or cause the translation reprogramming characteristic of heat shock. In these investigations we have carried out a parallel analysis of Drosophila, focusing on eIF-4E and eIF-2 alpha. eIF-4E plus associated proteins was purified from lysates by m7GTP-Sepharose chromatography. A minor fraction (< 10%) of eIF-4E is phosphorylated under normal growth conditions, and phosphorylation decreases during heat shock. Drosophila eIF-2 alpha has been identified by in vitro translation of T7 RNA polymerase-transcribed mRNA, and immunoblotting with anti-Drosophila eIF-2 alpha antiserum. 32P-labeling analysis (unfractionated cell lysates and immunoprecipitates) detects phosphorylated eIF-2 alpha, whose amount increases approximately 2-3-fold upon heat shock. Immunoblotting analysis of two-dimensional gel-resolved proteins to determine the mass fraction of eIF-2 alpha phosphorylated detects a single eIF-2 alpha spot in both normal temperature and heat shocked cells, indicating less than 5% phosphorylation after and before heat shock. Staining quantification is consistent with this low prevalence. A major phosphoprotein which copurifies with eIF-4E on m7GTP-Sepharose shows decreased overall phosphorylation and decreased association with eIF-4E following heat shock. Several distinctive characteristics of this phosphoprotein suggest it is Drosophila eIF-4B.

show abstract

Section: Resultscontrasting

confidence: 67%

Section: Discussionmentioning

confidence: 54%

Section: Resultsmentioning

confidence: 99%

See 1 more Smart Citation

Heat Shock Effects on Phosphorylation of Protein Synthesis Initiation Factor Proteins eIF-4E and eIF-2.alpha. in Drosophila

Duncan

Cavener

1995

Biochemistry

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…chaperone Hsp27 participates in inhibition of eIF4F(cap)dependent translation initiation by binding eIF4G, which is associated with a significant reduction in formation of eIF4F complexes and insolubilization of eIF4G. The results largely account for the inhibition of eIF4E phosphorylation, the disassembly of initiation factor eIF4F, and impaired eIF4F-dependent mRNA translation that is a hallmark of heat shock (Duncan et al 1987;Duncan and Hershey 1989;Lamphear and Panniers 1990;Zapata et al 1991;Feigenblum and Schneider 1996). The continued translation of heat shock mRNAs occurs because they require minimal amounts of eIF4F, either by virtue of initiation through internal ribosome entry, or by ribosome shunting mechanisms (Yueh and Schneider 2000; for review, see Schneider 2000).…”

Section: Discussionmentioning

confidence: 99%

Chaperone Hsp27 inhibits translation during heat shock by binding eIF4G and facilitating dissociation of cap-initiation complexes

Cuesta

Laroia²,

Schneider³

2000

Genes Dev.

172

View full text Add to dashboard Cite

Inhibition of protein synthesis during heat shock limits accumulation of unfolded proteins that might damage eukaryotic cells. We demonstrate that chaperone Hsp27 is a heat shock-induced inhibitor of cellular protein synthesis. Translation of most mRNAs requires formation of a cap-binding initiation complex known as eIF4F, consisting of factors eIF4E, eIF4A, eIF4E kinase Mnk1, poly(A)-binding protein, and adaptor protein eIF4G. Hsp27 specifically bound eIF4G during heat shock, preventing assembly of the cap-initiation/eIF4F complex and trapping eIF4G in insoluble heat shock granules. eIF4G is a specific target of Hsp27, as eIF4E, eIF4A, Mnk1, poly(A)-binding protein, eIF4B, and eIF3 were not bound by Hsp27 and were not recruited into insoluble complexes. Dissociation of eIF4F was enhanced during heat shock by ectopic overexpression of Hsp25, the murine homolog of human Hsp27. Overexpression of Hsc70, a constitutive homolog of Hsp70, prevented loss of cap-initiation complexes and maintained eIF4G solubility. Purified Hsp27 specifically bound purified eIF4G in vitro, prevented in vitro translation, eliminated eIF4G interaction with protein binding factors, and promoted eIF4G insolubilization. These results therefore demonstrate that Hsp27 is a heat-induced inhibitor of eIF4F-dependent mRNA translation.

show abstract

“…Ο παράγοντας αυτός χρησιµοποιώντας ATP, αποδιατάσσει τις δευτεροταγείς δοµές που υπάρχουν στο 5' άκρο των mRNA ώστε να µπορεί στην συνέχεια να δεσµευθεί στην περιοχή αυτή η µικρή (40S) υποµονάδα του ριβοσώµατος και να αρχίσει να µετακινείται πάνω στο mRNA µέχρι να συναντήσει το κωδικό έναρξης (Lewin, 2000). Ο παράγοντας αυτός έχει διαπιστωθεί ότι απενεργοποιείται µετά από θερµικό στρες (Panniers et al, 1985;Zapata et al, 1991) µε αποτέλεσµα την αναστολή της µετάφρασης.…”

Section: A34 μεταφραστική ρύθµιση της έκφρασης των θερµοεπαγόµενων γονιδίωνunclassified

Δομή, έκφραση και λειτουργική ανάλυση του θερμοεπαγόμενου γονιδίου hsp83 της μεσογειακής μύγας, Ceratitis Capitata

Θεοδωράκη¹

View full text Add to dashboard Cite

Με στόχο την απομόνωση του γονιδίου hsp83 της μεσογειακής μύγας, πραγματοποιήθηκε διαλογή μιας cDNA βιβλιοθήκης από προνύμφες 3ου σταδίου, με ανιχνευτή το δεύτερο εξώνιο του hsp83 ομόλογου γονιδίου της Drosophila auraria. Από τη διαλογή αυτή προέκυψαν αρκετοί αλληλεπικαλυπτόμενοι κλώνοι, ο μεγαλύτερος των οποίων (CM-1) είχε μέγεθος 2.593 kb και περιελάμβανε ένα ανοιχτό αναγνωστικό πλαίσιο 715 αμινοξέων, από τη μετάφραση του οποίου προκύπτει ένα πολυπεπτίδιο προβλεπόμενου μοριακού βάρους 81,74 kDa. Η προβλεπόμενη αμινοξική αλληλουχία έδειξε πολύ μεγάλη ταυτότητα με όλα τα μέλη της οικογένειας HSP90 και ειδικότερα με τις HSP83 ομόλογες πρωτεΐνες της Drosophila. Επιπλέον, η προβλεπόμενη αμινοξική αλληλουχία περιείχε όλες τις συντηρημένες περιοχές των μελών της οικογένειας των HSP90 και στο καρβοξυτελικό της άκρο, έφερε το πενταπεπτίδιο MEEVD, το οποίο είναι χαρακτηριστικό όλων των κυτταροπλασματικών ισομορφών αυτής της οικογένειας. Με βάση αυτά τα αποτελέσματα ο κλώνος CM-1, ονομάστηκε Cchsp83. Ο κλώνος αυτός, εκτός από ολόκληρη την κωδική περιοχή του γονιδίου, περιείχε μέρος της 5’ μη μεταφραζόμενης περιοχής και ολόκληρη την 3’ μη μεταφραζόμενη περιοχή του hsp83 γονιδίου της μεσογειακής μύγας. Ανάλυση κατά Southern σε γονιδιωματικό DNA με διάφορα ένζυμα περιορισμού και κατάλληλους cDNA ανιχνευτές, έδειξε ότι το Cchsp83 γονίδιο υπάρχει σε ένα μόνο αντίγραφο στο γονιδίωμα της μεσογειακής μύγας. Ανάλυση “Northern” έδειξε την ύπαρξη ενός μεταγράφου με μέγεθος 2,7 kb περίπου. Το Cchsp83 γονίδιο, χαρτογραφήθηκε με in situ υβριδοποίηση σε μία θερμοεπαγόμενη χρωμοσωματική διόγκωση των πολυταινικών χρωμοσωμάτων των σιελογόνων αδένων του εντόμου (6R:94C). Η μελέτη του προτύπου έκφρασης του γονιδίου Cchsp83 έγινε σε επίπεδο RNA με RT-PCR σε ολικό RNA και σε επίπεδο πρωτεΐνης με ανάλυση Western σε ολικά πρωτεϊνικά εκχυλίσματα. Αντισώματα για την CcHSP83 αναπτύχθηκαν μετά από έκφραση ενός σημασμένου με 6 His τμήματος του Cchsp83 cDNA (490-690aa) σε βακτήρια E. coli. Η αντίδραση του Cchsp83 γονιδίου στην αύξηση της θερμοκρασίας είναι πολύ γρήγορη και ευαίσθητη. Μετάγραφα του γονιδίου ανιχνεύονται μετά από 5 λεπτά θερμικού στρες και σε θερμοκρασίες αρκετά χαμηλές (300C). Η επαγωγή του γονιδίου γίνεται μέγιστη μετά από 30-60 λεπτά θερμικού στρες στους 37-390C. Η επαναφορά της έκφρασης του γονιδίου στα φυσιολογικά επίπεδα μετά από θερμικό στρες είναι αργή, αφού για να γίνει αυτό απαιτούνται 4 ώρες ανάκαμψης στους 250C, μετά από μόλις 30 λεπτά θερμικού στρες στους 380C. Αναπτυξιακή μελέτη του προτύπου έκφρασης του Cchsp83 έδειξε ότι το γονίδιο εκφράζεται σε όλη τη διάρκεια της ανάπτυξης της μεσογειακής μύγας. Στους 250C τόσο τα επίπεδα του RNA, όσο και τα επίπεδα της πρωτεΐνης, είναι υψηλά στα εμβρυικά στάδια, χαμηλά στα προνυμφικά και μέτρια στα νυμφικά και ενήλικα στάδια. Μετά από θερμικό στρες στους 380C, τα επίπεδα των μεταγράφων αυξάνονται αρκετά, ιδιαίτερα στα στάδια που σε φυσιολογικές συνθήκες είναι χαμηλά. Όσον αφορά στα επίπεδα της πρωτεΐνης, τα αποτελέσματα ήταν παρόμοια μετά από θερμικό στρες στους 350C, αλλά όχι στους 37-390C, όπου δεν παρατηρήθηκε καθόλου επαγωγή. Το γεγονός αυτό υποδηλώνει ότι σε υψηλές θερμοκρασίες καταστέλλεται η ωρίμανση ή και η μετάφραση του Cchsp83 RNA. Με στόχο την απομόνωση των ρυθμιστικών περιοχών του γονιδίου Cchsp83 της μεσογειακής μύγας, πραγματοποιήθηκε διαλογή μιας χρωμοσωματικής λEMBL-4A βιβλιοθήκης, με ανιχνευτή το δεύτερο εξώνιο του hsp83 ομόλογου γονιδίου της Drosophila auraria. Από τη διαλογή αυτή απομονώθηκαν δύο κλώνοι, ένας από τους οποίους περιελάμβανε μέρος της κωδικής περιοχής, την 5’ μη μεταφραζόμενη περιοχή και 3,5 kb της 5’ ανοδικής περιοχής του γονιδίου Cchsp83. Σύγκριση της γονιδιωματικής αλληλουχίας με τη cDNA αλληλουχία, αποκάλυψε την ύπαρξη ενός μικρού εσωνίου 275 bp ανάμεσα στην 5’ μη μεταφραζόμενη περιοχή και στην αρχή της κωδικής περιοχής του γονιδίου. Βιοπληροφορική ανάλυση και πειράματα 5’ RACE, υποδηλώνουν ότι το σημείο έναρξης της μεταγραφής του γονιδίου βρίσκεται 144 bp ανοδικά του 5’ άκρου του εσωνίου και 23 bp καθοδικά ενός τυπικού στοιχείου TATA (ΤΑΤΑΑΑΤΑ). Δύο πιθανά στοιχεία απόκρισης στη θερμοκρασία (HSEs) εντοπίστηκαν στην εγγύς 5’ περιοχή του γονιδίου, 35 και 330 bp ανοδικά του στοιχείου TATA.

show abstract

Inactivation of mRNA cap-binding protein complex in Drosophila melanogaster embryos under heat shock

Cited by 54 publications

References 49 publications

Heat Shock Effects on Phosphorylation of Protein Synthesis Initiation Factor Proteins eIF-4E and eIF-2.alpha. in Drosophila

Heat Shock Effects on Phosphorylation of Protein Synthesis Initiation Factor Proteins eIF-4E and eIF-2.alpha. in Drosophila

Chaperone Hsp27 inhibits translation during heat shock by binding eIF4G and facilitating dissociation of cap-initiation complexes

Δομή, έκφραση και λειτουργική ανάλυση του θερμοεπαγόμενου γονιδίου hsp83 της μεσογειακής μύγας, Ceratitis Capitata

Contact Info

Product

Resources

About