Investigation into the role of Secisbp2 in re-coding of UGA codons in selenoproteins by global ribosomal footprinting
Biochemistry
Final Report Abstract
Im Zentrum unserer Untersuchungen steht der ungewöhnliche Prozess des Einbaus der seltenen Aminosäure Selenocystein (Sec) in Selenoproteine. Dabei wird ein UGA („STOP“) Codon als Sec Codon interpretiert, wenn im 3‘-untranslatierten Bereich der mRNA sich eine Selenocystein-Insertionssequenz (SECIS) befindet. Das SECIS-Element „rekodiert“ also das UGA Codon am Ribosom und verhindert einerseits die sonst fällige Termination und stimuliert andererseits die Translation als Sec. Welche Rolle das SECIS-bindende Protein 2 (SECISBP2) dabei spielt haben wir mittels Ribosomalem Profiling untersucht. So konnten wir mit hoher, codon-genauer Auflösung den Prozess der Rekodierung bzw. der des UGA/Sec Codons Translation von Selenoproteinen sichtbar machen. Wir haben weiterhin gefunden, dass bestimmte Selenoprotein mRNAs in Abwesenheit von SECISBP2 destabilisiert werden – wie auch unter selenarmen Bedingungen. Ein wichtiger Aspekt unserer Ergebnisse ist, dass wir gefunden haben, dass das Fehlen von SECISBP2 und das Fehlen der tRNASec sich fundamental unterschiedlich auf die Translation von Selenoproteinen auswirken. In Abwesenheit von SECISBP2 sind manche Selenoproteine noch in der Lage, translatiert zu werden. Ein zweiter wichtiger Aspekt war der Befund, dass zwei pathogene Mutationen in SECISBP2 nicht nur deshalb unterschiedliche Phänotypen auslösen, weil die Mutationen in verschiedenen Bereichen des Proteins sitzen, sondern weil eine Mutation das Protein in einer Zelltypspezifischen Weise mehr oder weniger destabilisieren kann. Dieser Aspekt wurde in einem Kommentar von Paul Copeland eigens gewürdigt und hat sicherlich Bedeutung jenseits des Feldes der Selenoproteine. Das dritte, eher überraschende Ergebnis unserer Untersuchungen ist ribosomales Frameshifting am UGA/Sec Codon und die Rolle, die der NoGo-Decay-Faktor PELO dabei spielt.
Publications
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