Prozesse der Translationsregulation: Interaktion zwischen dem 5'-Initiationskomplex der Translation und 3'-Poly(A)-Bindungsproteinen während der meiotischen Endreifung und der frühen Embryonalentwicklung beim Rind
Final Report Abstract
Die Regulation der Genexpression auf Translationsebene ist während der Eizellreifung und frühen Embryonalentwicklung essentiell, da während dieser Entwicklungsstufen die Trankription temporär inhibiert ist. Dem "closed loop" Modell der Initiation der Translation folgend, haben wir 5'-mRNA assoziierte Proteine (Komponenten des mRNA-cap-Bindungskomplexes elF4F; elF4E, sein Repressor 4E-BP1; elF4G and elF4A) und 3'assoziierte Proteine (Komponenten des Poly-(A)- Bindungskomplexes, PABP; PAIP1,2; CPEB und Maskin) während der meiotischen Endreifung (IVM) und der frühen Embryonalentwicklung, dis zum 16-zell Stadium analysiert. Darüber hinaus haben wir verschiedene Proteinkinasen untersucht, welche an der Phosphorylierung der Faktoren beteiligt sind. Die stärkste Phosphorylierung spezieller Zielsequenzen von PKA, PKB, PKC, CDKs, ATM/ATR und MAPK wurde im M II Stadium gefunden. Ferner wurde festgestellt, dass Änderungen der Phosphorylierung oder Expression einzelner Faktoren hauptsächlich beim Übergang vom M ll zum 2-zell Stadium auftreten. Betrachtet man die 5'bindenden Faktoren wir klar dass Phosphorylierung von elF4E und 4E-BP1 während der in vitro Reifung graduell zunimmt, während die Phosphorylierung von elF4G eine entgegengesetzte Tendenz aufweist. Das Auftreten von 4E-BP1 ist in 2- zell Embryonen reduziert. Die auffälligste Änderung bei den 3'bindenden Faktoren betrifft PAIP2, welches nur in Eizellen und nicht Frühen Embryonen auftritt. Ein ähnliches Expressionsmuster zeigt CPEB1, obgleich dessen Expression bereits in der M II Phase reduziert ist und das Protein vom 4 bis 16-zell Stadium in Spuren auftritt. Schließlich konnte die Expression eines "Maskin like" Proteins während der IVM und frühen Embryonalentwicklung nachgewiesen werden. Obwohl diese Protein ein wesentlich geringeres Molekulargewicht als sein Gegenstück aus Xenopus aufweist, so besitze es doch wie dieses elF4E Bindungseigenschaften. Ein spezifischer Banden-shift deutet darauf hin, dass das "Maskin like" Protein in der M II sowie im 8- und 16-zell Stadium phosphoryliert vorliegt. Zusammenfassend zeigen die Ergebnisse, dass der Übergang von der Eizell- zur Embryonalentwicklung von ausgeprägten Unterschieden im Auftreten und/oder der Phosphorylierung 5'-und 3'- mRNA assoziierter-Proteine begleitet ist. Somit wird die Initiation der Translation in diesem Zeitraum reguliert durch das elF4E-Bindungsprotein 4E-BP1, den PABPRepressor PAIP2 und ein "Maskin like" Protein mit elF4E-Bindungseigenschaften.
Publications
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