Выбор стартового кодона при инициации трансляции эукариотических мРНК: новые аспекты классического механизма и альтернативные путиНИР

Источник финансирования НИР

грант РФФИ

Этапы НИР

# Сроки Название
1 25 марта 2010 г.-31 декабря 2010 г. Выбор стартового кодона при инициации трансляции эукариотических мРНК: новые аспекты классического механизма и альтернативные пути
Результаты этапа: Проект нацелен на изучение неизвестных аспектов механизма выбора стартового кодона при инициации трансляции на эукариотических мРНК, а также на исследование отдельных компонентов этого пути – факторов инициации трансляции eIF2, eIF2D, eIF5. eIF5B. В первый год работы по проекту наибольшее внимание было уделено двум направлениям. Во-первых, мы продолжили изучение нового фактора инициации трансляции, открытого в нашей лаборатории в прошлом году и получившего название eIF2D. Мы продолжили работу по изучению структурно-функциональной организации белка: провели компьютерное моделирование его третичной структуры и на её основе изготовили «усечённые» версии белка, чтобы изучить функции отдельных доменов. Вторым направлением работы было изучение активности рекомбинантного трёхсубъединичного белка aIF2 из архей в гетерологичных системах трансляции млекопитающих. Белок aIF2 (аналог эукариотического eIF2) был предоставлен нашими партнёрами (лаб. М. Гарбер, Институт белка РАН). Тестирование проводили в системе сборки инициаторных комплексов из очищенных компонентов и в полном клеточном экстракте клеток млекопитающих (бесклеточной системе трансляции из мышиной асцитокарциномы). Было показано, что архейный фактор способен заменять эукариотический фактор eIF2 в реакции образования 48S инициаторного комплекса, обеспечивая сканирование и правильный выбор AUG-кодона, однако следующий шаг – образование 80S – с помощью aIF2 невозможен. Эта работа проливает свет на механизм инициации трансляции у архей, по поводу которого до сих пор имеется очень ограниченный набор сведений: нет единого мнения о том, используют ли археи 5’-конец-зависимое сканирование, непонятен механизм присоединения большой субчастицы, т.к. в геноме архей не найден аналог эукариотического гена eIF5 (активатора GTPазы eIF2) и принято считать, что архейный aIF2 сам спонтанно гидролизует GTP. С практической точки зрения, использование рекомбинантного аналога eIF2 открывает дорогу к тестированию мутаций и анализу роли индивидуальных субъединиц этого фактора, что ранее было невозможно из-за неудач в получении рекомбинантного гетеротримера эукариотического eIF2.
2 1 января 2011 г.-31 декабря 2011 г. Выбор стартового кодона при инициации трансляции эукариотических мРНК: новые аспекты классического механизма и альтернативные пути
Результаты этапа: Проект нацелен на выявление неизвестных аспектов механизма выбора стартового кодона при инициации трансляции эукариотических мРНК, а также на исследование отдельных компонентов этого пути. Во второй год работы по проекту мы сосредоточились на изучении открытого нами недавно фактора инициации трансляции eIF2D. В системе in vitro мы продолжили изучение структурно-функциональных свойств и биохимической активности eIF2D и показали, что инициаторный комплекс, образуемый 40S рибосомной субчастицей, Мет-тРНК и eIF2D на мРНК с AUG-кодоном, значительно стабилизируется при добавлении второй молекулы тРНК, соответствующей второму кодону мРНК, а также что для образования комплекса достаточно лишь N-концевой части фактора eIF2D, содержащей PUA-домен. Помимо этого, часть усилий в 2011 году нам пришлось потратить на работу по анализу активности архейного фактора инициации трансляции aIF2 в эукариотической системе.
3 17 мая 2012 г.-31 декабря 2012 г. Выбор стартового кодона при инициации трансляции эукариотических мРНК: новые аспекты классического механизма и альтернативные пути
Результаты этапа: Проект был нацелен на выявление неизвестных аспектов механизма выбора стартового кодона при инициации трансляции эукариотических мРНК, а также на исследование отдельных компонентов этого пути. За период выполнения проекта (2010-2012 гг.) нам удалось сделать ряд интересных открытий и наблюдений, большая часть которых была опубликована в виде статей в международных научных журналах либо доложена на конференциях. В частности, мы обнаружили ряд новых необычных свойств открытого нами трансляционного фактора eIF2D; проанализировали эффекты изменения уровня экспрессии гена ТМА64 (дрожжевого ортолога eIF2D) на фенотип S. cerevisiae; показали способность фактора aIF2 из архей поддерживать рибосомное сканирование эукариотического типа (что важно как для прояснения функции данного белка в археях, так и с точки зрения эволюции механизмов выбора стартового кодона); наши данные по эффекту аминокислотных замен, имитирующих фосфорилирование Ser422 фактора eIF4B, на трансляцию в системе in vitro поставили под сомнение распространённое мнение о непосредственном влиянии этой модификации на активность белка; совместно с лабораторией акад. А.С. Спирина мы определили важнейшие качественные и количественные параметры рибосомного сканирования при инициации трансляции у эукариот в бесклеточной системе; наконец, мы довели до логического конца наш старый «побочный проект» по изучению молекулярных механизмов экспрессии ретротранспозона LINE-1, предложив новую модель транскрипции этого мобильного элемента.

Прикрепленные к НИР результаты

Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".