Функциональные особенности трансляционных факторов eIF2D/TMA64, MCT-1/TMA20 и DENR/TMA22 тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.01.03, кандидат наук Макеева Десислава Сантимировна

• Макеева Десислава Сантимировна
• кандидат наук
• 2019

Оглавление диссертации кандидат наук Макеева Десислава Сантимировна

2.4 Трансляционные факторы eIF2D (TMA64), MCT-1 (TMA20), DENR (TMA22): общие сведения

2.5 Строение факторов eIF2D и MCT-1/DENR

2.6 Строение мРНК факторов eIF2D, MCT-1, DENR

2.7 Нарушения, ассоциированные с изменениями экспрессии eIF2D, MCT-1 и DENR

2.7.1 Генетические и физические взаимодействия eIF2D, MCT-1 и DENR

2.7.2 Нарушения клеточного цикла, ассоциированные со сверхэкспрессией MCT-1

2.7.3 Нарушения развития, ассоциированные с мутациями DENR

2.7.4 Влияние отсутствия eIF2D на фенотип

2.8 Участие факторов eIF2D и MCT-1/DENR в реинициации трансляции

2.9 Присутствие трансляционных факторов в стресс-гранулах

3 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

3.1 Культивирование клеток дрожжей и культур клеток млекопитающих

3.2 Рибосомный профайлинг штаммов дрожжей wt, Atma.20, Atma64, AAtma64tma20

3.2.1 Получение экстракта дрожжевых клеток

3.2.2 Процедура экстракции поли(А)-мРНК

3.2.3 Обработка клеточного экстракта РНКазой I

3.2.4 Центрифугирование в градиенте концентрации сахарозы

3.2.5 Процедура экстракции РНК из фракций сахарозного градиента

3.3 Подготовка репортерных мРНК

3.3.1 Получение набора мРНК с различными uORF в 5'-НТО

3.3.2 Получение репортерных мРНК, кодирующих одновременно пару люцифераз Renilla и Firefly

3.3.3 Получение репортерных мРНК с природными лидерами

3.4 Амплификация участка ДНК с помощью ПЦР

3.5 Депротеинизация и осаждение ДНК

3.6 In vitro транскрипция

3.7 Пост-транскрипционное кэпирование мРНК

3.8 Подготовка цитоплазматических экстрактов клеток дрожжей

3.9 Трансляция in vitro в цитоплазматических экстрактах клеток дрожжей

3.10 Метод краткосрочной мРНК-трансфекции (FLERT)

3.11 Иммуноцитохимическое окрашивание клеток HeLa

4 РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

4.1 Рибосомный профайлинг дрожжевых штаммов

4.2 Анализ рибосомного профайлинга штаммов дрожжей, нокаутных по генам TMA20 и TMA64

4.2.1 Результаты анализа представленности функциональных групп генов

4.2.2 Нокаут гена TMA64 приводит к изменению в транскрипции и трансляции гена APC4

4.2.3 Нокаут генов TMA20 и TMA64 приводит к изменению экспрессии генов МАТ-локуса

4.2.4 Нокаут генов TMA20 и TMA64 приводит к изменениям в трансляции коротких открытых рамок считывания в 5'-НТО мРНК GCN4

4.3 TMA20/TMA22 (MCT-1/DENR) и TMA64 (eIF2D) подавляют реинициацию трансляции in vitro

4.3.1 Отсутствие факторов TMA64 (eIF2D) и TMA20 (MCT-1) специфически усиливает трансляцию мРНК с uORF

4.3.2 Эффект не является результатом проявления «leaky scanning» или рибосомного слайдинга

4.3.3 Отсутствие факторов TMA20/TMA22 и TMA64 приводит к повышенной реинициации после трансляции полноразмерной рамки считывания

4.3.4 Белки MCT-1/DENR и eIF2D человека, ортологичные дрожжевым TMA20/TMA22 и TMA64, способны заменять TMA20/TMA22 in vitro

4.3.5 Влияние отсутствия факторов TMA20/TMA22 и TMA64 на реинициацию

трансляции мРНК с природными лидерами

4.4 Белки eIF2D, МСТ-1 и DENR релокализуются в стресс-гранулы при окислительном стрессе, индуцированном арсенитом

4.5 Трансляция мРНК eIF2D при осмотическом стрессе регулируется uORF в её 5'-НТО

5 ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ВЫВОДЫ

БЛАГОДАРНОСТИ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ

DENR - Density-regulated protein

DMEM - Dulbecco's Modified Eagle Medium

EGFP - Enhanced green fluorescent protein

eIF2D - eukaryotic translation initiation factor 2D

Fluc - Firefly luciferase

IRES - Internal ribosome entry site

MCT-1 (MCTS1) - Malignant T-cell-amplified sequence

uORF - upstream open reading frame

PBS - phosphate-buffered saline

Rluc - Renilla luciferase

SD - synthetic defined medium

SDS - sodium dodecyl sulfate

TMA - translation machinery-associated protein

YNB - yeast nitrogen base

YPD - yeast extract peptone dextrose medium

АТФ - аденозинтрифосфат

ГТФ - гуанозинтрифосфат

ДНК - дезоксирибонуклеиновая кислота

дНТФ - дезоксирибонуклеозидтрифосфат

ДТТ - дитиотреитол

кДНК - комплементарная ДНК

Мет-тРНК - инициаторная метионил-тРНК

мРНК - матричная рибонукленивая кислота

мяРНП - малые ядерные рибонуклеопротеины

НТО - нетранслируемая область

ПААГ - полиакриламидный гель

ПЦР - полимеразная цепная реакция

рНТФ - рибонуклеозидтрифосфат

Трис - трис(гидроксиметил)аминометан

тРНК - транспортная рибонуклеиновая кислота

ЭДТА - этилендиаминтетрауксусная кислота

1 ВВЕДЕНИЕ

Белок eIF2D, а также гетеродимер белков MCT-1 и DENR (гомологичных N- и C-концевым частям eIF2D, соответственно) являются неканоническими эукариотическими трансляционными факторами, способными обеспечивать ГТФ-независимое связывание тРНК в P-сайте 40S субъединицы. Кроме того, в системе сборки трансляционных комплексов из очищенных компонентов была показана способность этих белков осуществлять разборку пост-терминационного комплекса 40S-мРНК-тРНК. Исследование функций данных факторов затрагивает такие фундаментальные и на данный момент малоизученные клеточные процессы, как реинициация трансляции и рециклинг рибосом.

Актуальность изучения MCT-1/DENR и eIF2D также связана с онкогенным потенциалом данных белков и с их вовлечённостью в ряд заболеваний человека и животных. Амплификация гена MCT-1 ассоциирована с широким спектром Т-клеточных и B-клеточных лимфом и раком молочной железы, а высокий уровень экспрессии его партнера, белка DENR, связан с более низкой выживаемостью больных различными видами онкологических заболеваний. Мутации в гене DENR связаны с расстройствами аутического спектра у человека, а у мышей вызывают нарушения миграции нейронов в процессе развития головного мозга.

У дрожжей ортологами факторов eIF2D, MCT-1 и DENR являются белки TMA64, TMA20 и TMA22, соответственно. Изначально они были обнаружены как компоненты белковых фракций, связанных с рибосомами, и получили название белков, «ассоциированных с трансляционной машинерией» (англ. translational machinery associated). Анализ данных полногеномных исследований указывал на частичное перекрывание их функций.

Результаты биохимических экспериментов с белками eIF2D, MCT-1 и DENR из клеток высших эукариот позволяли предположить, то eIF2D и димер MCT-1/DENR функционально заменяемы и работают как неканонические факторы доставки тРНК в P-сайт рибосомы, однако конкретная роль этих факторов в клетке оставалось неясной. Также ничего не было известно о механизмах регуляции их экспрессии.

В 2014 году было показано, что гомологи MCT-1, DENR и eIF2D у дрозофилы задействованы в трансляции некоторых мРНК, содержащих короткие открытые рамки считывания (uORF) в 5' нетранслируемых областях (5'-НТО), что позволило

сделать предположение о некой роли этих белков в реинициации трансляции, однако чёткого представления об их функциях получено не было.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Функциональные особенности трансляционных факторов eIF2D/TMA64, MCT-1/TMA20 и DENR/TMA22»

Цели и задачи работы

Целью данной работы было изучение функциональных особенностей белков eIF2D, MCT-1 и DENR и их дрожжевых ортологов TMA64, TMA20 и TMA22 в клетках дрожжей S. cerevisiae и в бесклеточной дрожжевой системе, а также регуляции трансляции мРНК eIF2D человека. В связи с этим были поставлены следующие задачи:

1) Выявить изменения в экспрессии генов на уровне транскрипции и трансляции, вызванные делецией генов ТМА64 и ТМА20, а также двойными делециями ТМА64/ТМА20 и ТМА64/ТМА22, в клетках дрожжей методами высокопроизводительного секвенирования транскриптома («RNA-Seq») и транслятома (рибосомный профайлинг, или «Ribo-Seq»);

2) Проанализировать влияние отсутствия данных белков на эффективность трансляции репортерных мРНК с различными 5'-НТО в системе трансляции in vitro на основе клеточных экстрактов дрожжей;

3) Определить локализацию белков в клетках млекопитающих в норме и в условиях жёсткого окислительного стресса, приводящего к образованию стресс-гранул;

4) Определить вклад uORF в 5'-НТО мРНК eIF2D человека в эффективность её трансляции в норме и при клеточном стрессе.

Научная новизна и практическая значимость работы

Основные результаты диссертации не имеют аналогов в мировой литературе и указывают на участие факторов eIF2D (TMA64) и TMA20/TMA22 (MCT-1/DENR) в рециклинге рибосом и реинициации трансляции. Так, были получены и проанализированы данные рибосомного профайлинга штаммов дрожжей, в которых отсутствуют гены TMA64, TMA20 или одновременно TMA64/TMA20, ТМА64/ТМА22. Анализ данных рибосомного профайлинга выявил изменения трансляции ряда транскриптов в нокаутных штаммах дрожжей (в том числе мРНК МАТа2, кодируемой MAT-локусом, мРНК соседнего с ТМА64 гена APC4 и мРНК GCN4, содержащей 4 uORF в 5'-НТО), а также увеличенный сигнал на метагенном профиле, свидетельствующий о проблемах с освобождением 40S субъединицы со стоп-кодона мРНК. Впервые было показано, что факторы TMA20/TMA22 (MCT-1/DENR) и TMA64 (eIF2D) подавляют инициацию трансляции основной рамки в

мРНК, содержащих uORF в 5'-НТО. Было продемонстрировано, что

опосредованное ими подавление реинициации трансляции после прочтения uORF зависит от длины и расположения uORF и что это подавление сохраняется в случае, когда в роли uORF выступает длинная рамка, кодирующая полноразмерный белок. На основании полученных данных предложен механизм работы трансляционных факторов eIF2D (TMA64) и MCT-1/DENR (TMA20/TMA22).

Во второй части работы было показано, что в условиях арсенитного стресса eIF2D, MCT-1 и DENR локализуются в клеточных стресс-гранулах. Кроме того, показан механизм регуляции экспрессии фактора eIF2D на уровне трансляции в условиях осмотического стресса.

В совокупности полученные данные вносят важный вклад в раскрытие роли трансляционных факторов eIF2D (TMA64) и MCT-1/DENR (TMA20/TMA22) в клетке.

Положения, выносимые на защиту

1) Одновременное отсутствие факторов ТМА64 и TMA20, ТМА64 и TMA22 в клетках дрожжей затрудняет освобождение 40S субъединиц со стоп-кодонов мРНК и приводит к изменению трансляции кодирующих рамок в некоторых клеточных мРНК (включая рамку MATа2-2 в мРНК MATa2 и четыре uORF в мРНК GCN4).

2) Одновременное отсутствие факторов ТМА64 и TMA20, ТМА64 и TMA22 в дрожжевой системе трансляции in vitro приводит к повышенной частоте реинициации на основной рамке в репортерных мРНК, содержащих uORF; этот эффект зависит от длины uORF, удаленности от основной рамки считывания и длины перекрывания с основной ORF и может быть устранён добавлением рекомбинантных белков - гетеродимеров TMA20/TMA22 или MCT-1/DENR, а также нативным белком eIF2D.

3) Замена гена ТМА64 на стандартную кассету канамициновой устойчивости смещает старт транскрипции соседнего гена АРС4, результатом чего является драматическое снижение эффективности трансляции его мРНК.

4) В условиях окислительного стресса, индуцированного арсенитом натрия, в культивируемых клетках млекопитающих происходит релокализация факторов eIF2D, MCT-1 и DENR в цитоплазматические стресс-гранулы.

5) Наличие uORF в мРНК eIF2D является причиной драматического снижения трансляции eIF2D в условиях осмотического стресса.

Методология и методы исследования

Работа выполнена с использованием современных методов молекулярной и клеточной биологии. Полногеномный анализ трансляции в клетках дрожжей проводили с помощью метода рибосомного профайлинга. Для создания репортерных мРНК использовали базовые молекулярно-генетические подходы: генно-инженерные методы, ПЦР, in vitro транскрипцию и кэпирование мРНК.

Трансляцию репортерных мРНК проводили в бесклеточной системе, полученной из цитоплазматических экстрактов клеток дрожжей, или in vivo в культуре клеток млекопитающих с помощью метода краткосрочной мРНК-трансфекции (FLERT).

Анализ локализации белков в клетках млекопитающих проводили с помощью иммуноцитохимического окрашивания клеток.

Личный вклад соискателя

Личный вклад соискателя состоит в анализе литературных данных, планировании и проведении экспериментов, обработке полученных экспериментальных данных, анализе результатов и подготовке публикаций. Биоинформатическая обработка данных рибосомного профайлинга проводилась в сотрудничестве с И. Кулаковским (ИМБ РАН).

Степень достоверности и апробация результатов

Достоверность результатов подтверждается их воспроизводимостью в нескольких повторных экспериментах, в том числе с использованием биологических реплик, наличием положительных и отрицательных контролей.

Результаты работы были представлены на симпозиуме "Physiology & Dynamics of Cellular Microcompartments", Оснабрюк, Германия, 14-15 июля 2016 г., конференции "Translation Machinery in Health & Disease. Decoding Translation for Homeostasis", Галвестон, США, 19-24 марта 2017 г., VIII Российском симпозиуме "Белки и пептиды", Москва, Россия, 18-22 сентября 2017 г.

2 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

2.1 Классический механизм инициации трансляции

Биосинтез белка в эукариотической клетке - это сложный многостадийный процесс, каждая стадия включает слаженную работу огромного количества факторов. В последнее время стало понятно, что одна-единственная молекула мРНК может кодировать большое количество различных полпипетидов, и как конкретно будет «прочтена» эта мРНК, зависит от работы трансляционного аппарата клетки на каждой стадии биосинтеза: инициации, элонгации и терминации.

Из всех стадий трансляции только в двух случаях образуется комплекс 40S субъединицы рибосомы с тРНК, стабилизированной в P-сайте: в первом случае -это комплекс с инициаторной Мет-тРНК на стадии инициации трансляции, во втором - деацилированная тРНК в комплексе с пост-терминационной 40S субъединицей.

Инициация трансляции большинства мРНК в клетке происходит по механизму «сканирующей рибосомы» (Alekhina and Vassilenko, 2012; Hinnebusch, 2014; Merrick and Pavitt, 2018). Сначала формируется 43S преинициаторный комплекс: с 40S субъединицей рибосомы связывается тройной комплекс, состоящий из фактора инициации трансляции eIF2, ГТФ и инициаторной метионил-тРНК (Мет-тРНК), и факторы инициации eIF1, eIF1A, eIF5 и мультисубъединичный фактор eIF3. Затем образуется 48S инициаторный комплекс: 43S комплекс связывается с 5'-концом мРНК, ассоциированным с группой факторов eIF4, а также, вероятно, с поли-A связывающим белком (PABP), который замыкает мРНК в кольцо благодаря одновременному взаимодействияю с поли(А)-хвостом и с кеп-связывающим комплексом eIF4F. После этого начинается «сканирование» 5'-НТО мРНК: 40S субъединица рибосомы вместе с факторами инициации двигается вдоль последовательности мРНК по направлению от 5' к 3', «сканируя» последовательность мРНК на наличие стартового кодона. Факторы eIFi и eIF1A связаны рядом с P- и A- сайтами рибосомы. При этом до тех пор, пока в Р-сайте не окажется правильный стартовый кодон, eIF1 препятствует полной аккомодации антикодоновой петли Мет-тРНК, обеспечивая точность узнавания стартового кодона, а неструктурированные N- и C-концы eIF1A помогают ему в этом. Фактор eIF5, который является стимулятором ГТФазной активности eIF2,

напротив, способствует переходу тРНК в полностью аккомодированное состояние, и является, таким образом, антагонистом eIFl.

Рис. 1. Модель канонической инициации трансляции в клетках эукариот. Схематично показаны стадии инициации трансляции (2-9), происходящие после рециклинга рибосом (1): формирование тройного комплекса eIF2-ГТФ-Мет-тРНК (2), формирование 43S преинициаторного комплекса (3), связывание кэп-структуры мРНК с факторами 4 группы (4), образование сканирующего комплекса (5), сканирование мРНК (6), распознавание стартового кодона (7), формирование 80S рибосомы (8), высвобождение факторов eIF1A и eIF5B и начало элонгации (9). Более подробное описание стадий трансляционного цикла приведено в тексте. Изображение адаптировано из (Jackson et al., 2010).

В большинстве случаев, когда в P-сайте рибосомы оказывается первый AUG-кодон в сильном контексте, образующееся кодон-антикодоновое взаимодействие между стартовым кодоном мРНК и антикодоном Мет-тРНК приводит к вытеснению eIF1 из Р-сайта и изменению конформации рибосомы. В результате происходит высвобождение фосфата из гидролизованной молекулы ГТФ, диссоциация eIF2-ГДФ и eIF5 из комплекса, затем связывание фактора eIF5B и присоединение 60S субъединицы рибосомы, во время которого диссоциируют оставшиеся факторы (Рис. 1). Сформированная 80S рибосома приступает к элонгации (Hinnebusch, 2014; Jackson et al., 2010; Merrick and Pavitt, 2018).

2.2 Терминация и окончание цикла трансляции

Синтез белка продолжается до тех пор, пока в A-сайт элонгирующей рибосомы не попадает стоп-кодон. Затем происходит заключительный шаг трансляции - высвобождение синтезированного полипептида, осуществляемое совместной работой двух факторов терминации, eRF1 и eRF3 (Alkalaeva et al., 2006).

Фактор eRF1 состоит из трех функциональных доменов, а по форме и размеру имеет пространственное сходство с тРНК. N-концевой домен eRF1 содержит структурированный участок с консервативной последовательностью из 4 аминокислотных остатков (аспарагин-изолейцин-лизин-серин, т.н. мотив NIKS); в комплексе с 80S рибосомой данный участок eRF1 расположен в непосредственной близости от стоп-кодона мРНК и отвечает за специфичное распознавание всех трех стоп-кодонов (Bertram et al., 2000; Shao et al., 2016). Средняя часть eRF1 шдержит структурированный участок с тремя консервативными аминокислотами (глицин-глицин-глутамин, т.н. мотив GGQ), направленный в пептидил-трансферазный центр рибосомы (Preis et al., 2014). Данная часть белка осуществляет гидролиз пептидил-тРНК связи, в результате которого происходит высвобождение синтезированного полипептида (Frolova et al., 1999). С-концевой домен eRFl содержит участки связывания с фактором eRF3, а также фактором рециклинга ABCE1 (Shoemaker and Green, 2011).

Так же, как и другие стадии трансляции, терминация является энергозависимым процессом и для эффективной работы фактора eRF1 необходим гидролиз молекулы ГТФ, который осуществляется ГТФазой eRF3. eRF1 непосредственно взаимодействует с фактором eRF3, при этом стимулируется

связывание молекулы ГТФ в G домене eRF3 и, в результате, образуется стабильный комплекс eRF1/eRF3^rTO (Hauryliuk et al., 2006).

До недавних пор считалось, что посадка фактора eRF1 в A-сайт рибосомы осуществляется в составе тройного комплекса eRF1/eRF3^rTO (Hellen, 2018; Schuller and Green, 2018). Предполагается, что после распознавания стоп-кодона и правильной аккомодации тройного комплекса eRFl/eRFз•ГТФ происходит гидролиз молекулы ГТФ, приводящий к конформационным изменениям в структуре комплекса. В результате этих изменений GGQ мотив eRF1 располагается в пептидил-трансферазном центре рибосомы таким образом, что становится возможной нуклеофильная атака эфирной связи пептидил-тРНК молекулой воды. Дополнительно, после гидролиза ГТФ происходит диссоциация eRFз•ГДФ из терминационного комплекса, это делает возможным посадку фактора рециклинга ABCE1, связывание с которым стимулирует каталитическую активность eRF1 и стабилизирует комплекс 80S-eRF1 (Preis et al., 2014; Shoemaker and Green, 2011). Затем происходит эффективное расщепление эфирной связи пептидил-тРНК и синтезированный полипептид высвобождается (Рис. 2).

пре-ТК и распознавание фактором eRF3 фактора eRF1 в ПТЦ полипептида ПОСТ-ТК

стоп-кодона

Рис. 2. Модель терминации трансляции в клетках эукариот. Схематично показаны стадии терминации трансляции: присоединение факторов терминации eRF1 и eRF3^rTO к пре-терминационному комплексу (пре-ТК), гидролиз молекулы ГТФ, изменение конформации фактора eRF1 в пептидил-трансферазном центре рибосомы (ПТЦ), гидролиз эфирной связи пептидил-тРНК и высвобождение сиинтезированного полипептида. Изображение адаптировано из (Hellen, 2018).

Стоит отметить, что точный механизм терминации еще не до конца установлен, и, например, в недавней работе Байссель с соавт. общепринятая концепция событий была поставлена под сомнение (Beissel et al., 2019). Авторы предполагают, что фактор ABCE1 участвует во всех стадиях терминации трансляции: после прекращения элонгации сначала происходит присоединение комплекса факторов ABCE1-eRF3, а только потом, при участии дополнительных

белков, посадка фактора eRF1, образование терминационного комплекса, гидролиз ГТФ и пептидил-тРНК. Такое предположение появилось в связи с тем, что, как оказалось, связывание фактора терминации eRF3 с рибосомой в клетках дрожжей происходит еще до окончания элонгации, а сам по себе eRF3, в отсутствие связанного ГТФ, способен также взаимодействовать с ABCE1.

В результате терминации трансляции и высвобождения готового полипептида образуется 80S пост-терминационный комплекс, состоящий из 80S рибосомы, мРНК и деацилированной тРНК, образующей кодон-антикодоновое взаимодействие с последним (перед стоп-кодоном) смысловым кодоном в P-сайте рибосомы. В А-сайте рибосомы остаётся связанный фактор eRF1, С-домен которого связан с фактором ABCE1 (Dever and Green, 2012; Hellen, 2018; Schuller and Green, 2018).

Дальнейший процесс называется рециклингом рибосом: высвобождение субъединиц рибосом из пост-терминационного комплекса для того, чтобы заново быть вовлеченными в цикл трансляции. Первый шаг рециклинга -высвобождение большой субъединицы рибосомы - осуществляет фактор ABCE1, который в пост-терминационном комплексе остается связанным с eRF1. Изначально считалось, что ABCE1 является фактором инициации трансляции, т.к. в экспериментах по ко-иммунопреципитации было показано, что белок взаимодействует с некоторыми факторами инициации, однако позже стало понятно, что ABCE1 также играет важную роль в рециклинге и биогенезе рибосом (Dong et al., 2004; Pisarev et al., 2010; Strunk et al., 2012).

Фактор ABCE1 является АТФ-связывающим белком и содержит два нуклеотид-связывающих домена и N-концевой Fe-S кластер, взаимодействующий с eRF1. Энергия высвобождаемая в результате гидролиза АТФ приводит к сильному перемещению Fe-S кластера белка, которое, в свою очередь, приводит к механическому «заталкиванию» eRF1 в межсубъединичное пространство пост-терминационного комплекса (Hellen, 2018; Schuller and Green, 2018). В результате происходит диссоциация 60S субъединицы рибосомы и, вероятно, высвобождение eRF1 (Рис. 3). Считается, что после этого шага рециклинга, фактор ABCE1 может оставаться связанным с пост-терминационной 40S субъединицей, препятствуя обратному присоединению 60S субъединицы и способствуя привлечению факторов инициации (Heuer et al., 2017), однако в какой момент происходит диссоциация ABCE1 из комплекса с 40S субъединицей в этом случае остается непонятным.

пост-ТК

Рис. 3. Модель рециклинга рибосом в клетках эукариот. Схематично показаны стадии рециклинга: присоединение фактора ABCE1, гидролиз АТФ и изменение конформации ABCE1, высвобождение 60S субъединицы из пост-терминационного комплекса (пост-ТК). Изображение адаптировано из (Hellen, 2018).

Как происходит дальнейшее высвобождение 40S субъединицы и других компонентов из этого комплекса, также на данный момент изучено недостаточно. В результате высвобождения 60S субъединицы на стоп-кодоне остается 40S субъединица, связанная с мРНК и содержащая в P-сайте деацилированную тРНК, которая соответствует последней аминокислоте белка (Pisarev et al., 2010). В первой работе на эту тему в системе in vitro было показано, что канонические факторы инициации трансляции eIF1 и eIF1A, при наличии в реакции фактора eIF3, обеспечивают высвобождение тРНК из P-сайта 40S рибосомы (Pisarev et al., 2007). Для эффективной диссоциации мРНК дополнительно требуется наличие 3j субъединицы фактора eIF3. Однако это, по-видимому, как минимум не единственный механизм, по которому может происходить окончательная разборка пост-терминационного комплекса, - возможно, он даже является артефактом использованной in vitro-системы, в которой можно использовать произвольные концентрации компонентов (в частности, ионов магния) и наборы факторов. В частности, в более поздней работе тех же авторов было показано, что осуществлять разборку комплекса 40S-тРНК-мРНК in vitro способен белок eIF2D. Также добавление гетеродимера белков MCT-1 и DENR, гомологичных N- и C-концевой части eIF2D, приводило к высвобождению мРНК и тРНК in vitro, однако с меньшей эффективностью, чем в случае eIF2D (Skabkin et al., 2010).

2.3 Реинициация трансляции в рамках современного представления о механизме инициации трансляции

В большинстве случаев раунд трансляции мРНК завершается высвобождением (рециклингом) пост-терминационных рибосом, однако в

некоторых случаях вместо рециклинга может происходить второй раунд инициации на той же мРНК. Такое событие получило название реинициации трансляции.

2.3.1 Регуляция трансляции после прочтения короткой открытой

рамки считывания (uORF)

Реинициация может происходить после трансляции коротких открытых рамок считывания, не кодирующих смысловые пептиды, после длинных ORF и даже внутри кодирующей последовательности, как было показано для мРНК CAN1: преждевременный стоп-кодон в последовательности основной рамки считывания приводит к остановке синтеза белка, однако терминировавшая 80S субъединица способна реинициировать трансляцию на ближайшем AUG в сторону 5' конца мРНК (Gunisova et al., 2018).

Короткие открытые рамки считывания (uORF) широко представлены в эукариотических транскриптомах: около 13% дрожжевых мРНК и 49% мРНК человека содержат транслируемые короткие рамки считывания в 5'-НТО (Calvo et al., 2009; Chew et al., 2016; Lawless et al., 2009). Обычно uORF - это небольшая открытая рамка считывания в 5'-НТО мРНК, предшествующая или перекрывающаяся с основной (главной) кодирующей частью. Часто uORF может начинаться не с канонического стартового AUG кодона, а с кодона, отличающегося от AUG кодона на один нуклеотид. Так, в работе (Spealman et al., 2018) утверждается, что из всех транслируемых uORF в 5'-НТО мРНК S. cerevisiae, меньше половины (45%) начинаются с AUG-кодона, а у родственных дрожжей S. paradoxus и S. uvarum это значение и вовсе составляет 15%. В клетках млекопитающих доля транслируемых uORF, начинающихся с ^-AUG-кодона, может достигать 70% от всех uORF (Ingolia et al., 2011; Lee et al., 2012).

Считается, что uORF редко кодируют смысловые полипептиды, а чаще выполняют регуляторную функцию, влияя на уровень трансляции основной кодирующей части и позволяя клетке быстро изменить уровень синтезируемого белка, и, таким образом, отреагировать на стресс или изменения условий. Известны случаи, когда наличие uORF в 5'-НТО необходимо для регуляции трансляции факторов, вовлеченных в регуляцию клеточного цикла, стрессовый ответ, тканеспецифическую регуляцию и др. (Hinnebusch et al., 2016; Janich et al., 2015; Wethmar, 2014).

В рамках классической сканирующей модели такая регуляция происходит по следующему механизму: инициация трансляции на стартовом кодоне uORF и последующая элонгация и терминация приводят к тому, что инициаторный комплекс «не доезжает» до основной рамки считывания, располагающейся дальше от 5' конца мРНК. В результате количество рибосом, инициирующих трансляцию на основной рамке считывания, составляет малую долю от общего числа рибосом, связывающихся с 5'-концом этой мРНК. Однако, по-видимому, из-за того, что факторы инициации и элонгации медленно диссоциируют от рибосомы после начала элонгации, после терминации они могут быть заново вовлечены, чтобы произвести реинициацию на следующей открытой рамке (Gunisova et al., 2018; Kozak, 2001). Тогда, в случае неполной диссоциации пост-терминационного комплекса, после высвобождения 60S рибосомной субъединицы и деацилированной тРНК, 40S субъединица, оставшаяся связанной с мРНК, может заново приобрести тройной инициаторный комплекс eIF2-ГТФ-Мет-тРНК (Jackson et al., 2012; Wethmar, 2014).

Однако, по-видимому, возможны и случаи, когда блокируется вся разборка терминационного комплекса, после чего пост-терминационная 80S рибосома продолжает мигрировать вдоль мРНК, и реинициирует трансляцию на ближайшем AUG- или неканоническом стартовом кодоне. По крайней мере, возможность такого пути была показана in vitro (Skabkin et al., 2013) и in vivo в случае, когда в клетках дрожжей отсутствует фактор Rli1 (ABCE1 у млекопитающих), необходимый для разделения субъединиц рибосомы (Young et al., 2015). Не исключено также, что диссоциация 60S субъединицы из пост-терминационного комплекса в каких-то условиях может быть обратимой.

2.3.2 Факторы, влияющие на эффективность реинициации

В соответствии с моделью о медленно диссоциирующих трансляционных факторах, способность рибосомы к возобновлению сканирования после терминации обратно зависит от времени, потраченного на трансляцию uORF. Кроме того, поскольку при возобновлении движения по лидеру на приобретение тройного комплекса eIF2-ГТФ-Мет-тРНК 40S субъединице нужно время, вероятность реинициации имеет прямую зависимость от расстояния от стоп-кодона uORF до следующего стартового кодона.

Еще в 80-е годы были сделаны первые работы по изучению того, как длина uORF и расстояние от стоп-кодона uORF до старта основной рамки считывания

влияют на способность рибосомы к реинициации. В случае, когда uORF короткая и акт трансляции uORF прошел быстро, факторы инициации не успевают диссоциировать и остаются связанными с рибосомой, что увеличивает шансы рибосомы быть вовлеченной в реинициацию. Эффективность реинициации снижается не только с увеличением длины uORF, но и с увеличением времени, потраченного на элонгацию из-за вторичных структур в мРНК или добавления антибиотиков (Kozak, 2001; Luukkonen et al., 1995; Poyry et al., 2004). Снижение эффективности реинициации с увеличением длины uORF также наблюдается и в дрожжевых клетках (Rajkowitsch et al., 2004).

После терминации на стоп-кодоне uORF, если не произошёл уход 40S субъединицы с мРНК и она продолжает перемещаться по мРНК, для новой инициации она должна успеть заново приобрести тройной комплекс eIF2-ГТФ-Мет-тРНК, поэтому сильное укорочение расстояния между стоп-кодоном uORF и следующим AUG-кодоном также приводит к уменьшению эффективности трансляции основной рамки (Kozak, 1987).

В эти представления о механизме реинициации хорошо укладывается и тот факт, что в случае, когда стоп-кодон uORF перекрывается с AUG основной рамки, реинициация у эукариот происходит очень неэффективно (Kozak, 1987) - в отличие от прокариот, для которых характерно «трансляционное сопряжение»: эффективность трансляции второго цистрона повышается, если его стартовый кодон находится в непосредственной близости или, еще лучше, перекрывается со стоп-кодоном предыдущего цистрона. Для эукариот подобное трансляционное сопряжение возможно только в тех редких случаях (известных для некоторых вирусных мРНК), когда в мРНК есть специальные цис-действующие элементы (Poyry et al., 2007).

Еще одним случаем расположения uORF относительно основной рамки является перекрывание. Такие uORF, которые перекрываются с основной рамкой, сильно подавляют её трансляцию in vitro и in vivo (Kozak, 2001; Sarrazin et al., 2000). Любопытно, что кроме последовательности и вторичной структуры мРНК, на эффективность реинициации, по-видимому, могут влиять и модификации отдельных нуклеотидов мРНК, что недавно было показано для мРНК ATF4 (Zhou et al., 2018). Метилирование аденозина внутри второй uORF в мРНК ATF4 приводило к торможению сканирующего рибосомного комплекса после её прочтения, в результате происходила реинициация на второй uORF, перекрывающейся с основной рамкой считывания. Авторы предложили модель,

согласно которой на изменении модификации этого остатка аденозина основан механизм давно известного «переключения» синтеза ATF4: в условиях голодания специальный фермент деметилаза ALKBH5 изменяет эту модификацию, в результате чего инициация на второй uORF не происходит, рибосома продолжает сканирование и реинициирует уже на основной рамке мРНК ATF4.

2.3.3 Механизмы рибосомного слайдинга и "leaky scanning"

Эффективность трансляции рамки считывания, расположенной следом за uORF, может обеспечиваться не только реинициацией, но и феноменом под названием "leaky scanning" (Kozak, 1989). Он заключается в том, что узнавание uAUG, особенно находящегося в неоптимальном контексте, происходит не с абсолютной эффективностью. Рибосома может проигнорировать («не увидеть») uAUG и продолжить сканирование в области, находящейся за ним. В результате этого иницииация трансляции по обычному сканирующему механизму произойдёт на стартовом кодоне, расположенном после uAUG в сторону 3' конца мРНК. Около 63% от всех uAUG, расположенных в 5'-НТО мРНК человека, находятся в оптимальном нуклеотидном контексте, однако 10% рибосом пропускают даже такие uAUG (Suzuki et al., 2000; Wang and Rothnagel, 2004). В пропускание uAUG, находящихся в хорошем контексте, существенный вклад может вносить также и другой недавно открытый феномен - «рибосомный слайдинг» (Terenin et al., 2015). В этом случае сканирующая рибосома узнаёт uAUG, однако это узнавание не приводит в продуктивной инициации трансляции из-за задержки в гидролизе молекулы ГТФ, связанной с фактором eIF2. Таким образом, если перед старт-кодоном основной рамки находится небольшое число uAUG кодонов (один-два), вклад в эффективность трансляции основной рамки могут вносить три процесса: реинициация, leaky scanning и рибосомный слайдинг (Terenin et al., 2015).

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Макеева Десислава Сантимировна, 2019 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Ahmed, Y.L., Schleich, S., Bohlen, J., Mandel, N., Simon, B., Sinning, I., and Teleman, A.A. (2018). DENR-MCTS1 heterodimerization and tRNA recruitment are required for translation reinitiation. PLoS Biol 16, e2005160

2. Akulich, K.A., Andreev, D.E., Terenin, I.M., Smirnova, V.V., Anisimova, A.S., Makeeva, D.S., Arkhipova, V.I., Stolboushkina, E.A., Garber, M.B., Prokofjeva, M.M., et al. (2016). Four translation initiation pathways employed by the leaderless mRNA in eukaryotes. Scientific reports 6, 37905.

3. Alekhina, O.M., and Vassilenko, K.S. (2012). Translation initiation in eukaryotes: versatility of the scanning model. Biochemistry. Biokhimiia 77, 1465-1477.

4. Alkalaeva, E.Z., Pisarev, A.V., Frolova, L.Y., Kisselev, L.L., and Pestova, T.V. (2006). In vitro reconstitution of eukaryotic translation reveals cooperativity between release factors eRF1 and eRF3. Cell 125, 1125-1136.

5. Altmann, M., and Trachsel, H. (2002). Yeast Cell-Free Translation Systems. In Cell-Free Translation Systems, A.S. Spirin, ed. (Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg), pp. 67-78.

6. Anderson, P., and Kedersha, N. (2008). Stress granules: the Tao of RNA triage. Trends in biochemical sciences 33, 141-150.

7. Andreev, D.E., Arnold, M., Kiniry, S.J., Loughran, G., Michel, A.M., Rachinskii, D., and Baranov, P.V. (2018a). TASEP modelling provides a parsimonious explanation for the ability of a single uORF to derepress translation during the integrated stress response. eLife 7.

8. Andreev, D.E., Dmitriev, S.E., Loughran, G., Terenin, I.M., Baranov, P.V., and Shatsky, I.N. (2018b). Translation control of mRNAs encoding mammalian translation initiation factors. Gene 651, 174-182.

9. Andreev, D.E., O'Connor, P.B., Fahey, C., Kenny, E.M., Terenin, I.M., Dmitriev, S.E., Cormican, P., Morris, D.W., Shatsky, I.N., and Baranov, P.V. (2015). Translation of 5' leaders is pervasive in genes resistant to eIF2 repression. eLife 4, e03971.

10. Andreev, D.E., Terenin, I.M., Dunaevsky, Y.E., Dmitriev, S.E., and Shatsky, I.N. (2006). A leaderless mRNA can bind to mammalian 80S ribosomes and direct polypeptide synthesis in the absence of translation initiation factors. Molecular and cellular biology 26, 3164-3169.

11. Astell, C.R., Ahlstromjonasson, L., Smith, M., Tatchell, K., Nasmyth, K.A., and Hall, B.D. (1981). The Sequence of the Dnas Coding for the Mating-Type Loci of Saccharomyces-Cerevisiae. Cell 27, 15-23.

12. Aulas, A., Fay, M.M., Lyons, S.M., Achorn, C.A., Kedersha, N., Anderson, P., and Ivanov, P. (2017). Stress-specific differences in assembly and composition of stress granules and related foci. Journal of cell science 130, 927-937.

13. Balagopal, V., and Parker, R. (2009). Polysomes, P bodies and stress granules: states and fates of eukaryotic mRNAs. Current opinion in cell biology 21, 403408.

14. Bashir, T., and Pagano, M. (2005). Cdk1: the dominant sibling of Cdk2. Nat Cell Biol 7, 779-781.

15. Beissel, C., Neumann, B., Uhse, S., Hampe, I., Karki, P., and Krebber, H. (2019). Translation termination depends on the sequential ribosomal entry of eRF1 and eRF3. Nucleic acids research 47, 4798-4813.

16. Bennett-Lovsey, R., Hart, S.E., Shirai, H., and Mizuguchi, K. (2002). The SWIB and the MDM2 domains are homologous and share a common fold. Bioinformatics 18, 626-630.

17. Bergman, L.W. (2001). Growth and maintenance of yeast. Methods in molecular biology 177, 9-14.

18. Bertram, G., Bell, H.A., Ritchie, D.W., Fullerton, G., and Stansfield, I. (2000). Terminating eukaryote translation: domain 1 of release factor eRF1 functions in stop codon recognition. RNA 6, 1236-1247.

19. Buchan, J.R., Yoon, J.H., and Parker, R. (2011). Stress-specific composition, assembly and kinetics of stress granules in Saccharomyces cerevisiae. Journal of cell science 124, 228-239.

20. Cai, L., Li, Q., Du, Y., Yun, J., Xie, Y., DeBerardinis, R.J., and Xiao, G. (2017). Genomic regression analysis of coordinated expression. Nature communications 8, 2187.

21. Calvo, S.E., Pagliarini, D.J., and Mootha, V.K. (2009). Upstream open reading frames cause widespread reduction of protein expression and are polymorphic among humans. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 106, 7507-7512.

22. Cardoso-Moreira, M., Halbert, J., Valloton, D., Velten, B., Chen, C., Shao, Y., Liechti, A., Ascencao, K., Rummel, C., Ovchinnikova, S., et al. (2019). Gene expression across mammalian organ development. Nature.

23. Castelo-Szekely, V., De Matos, M., Tusup, M., Pascolo, S., Ule, J., and Gatfield, D. (2019). Charting DENR-dependent translation reinitiation uncovers predictive uORF features and links to circadian timekeeping via Clock. Nucleic acids research.

24. Cerrudo, C.S., Ghiringhelli, P.D., and Gomez, D.E. (2014). Protein universe containing a PUA RNA-binding domain. The FEBS journal 281, 74-87.

25. Chew, G.L., Pauli, A., and Schier, A.F. (2016). Conservation of uORF repressiveness and sequence features in mouse, human and zebrafish. Nature communications 7, 11663.

26. Choudhary, C., Olsen, J.V., Brandts, C., Cox, J., Reddy, P.N., Bohmer, F.D., Gerke, V., Schmidt-Arras, D.E., Berdel, W.E., Muller-Tidow, C., et al. (2009). Mislocalized activation of oncogenic RTKs switches downstream signaling outcomes. Molecular cell 36, 326-339.

27. Chu, S., DeRisi, J., Eisen, M., Mulholland, J., Botstein, D., Brown, P.O., and Herskowitz, I. (1998). The transcriptional program of sporulation in budding yeast. Science 282, 699-705.

28. Collins, S.R., Miller, K.M., Maas, N.L., Roguev, A., Fillingham, J., Chu, C.S., Schuldiner, M., Gebbia, M., Recht, J., Shales, M., et al. (2007). Functional dissection of protein complexes involved in yeast chromosome biology using a genetic interaction map. Nature 446, 806-810.

29. Costanzo, M., Baryshnikova, A., Bellay, J., Kim, Y., Spear, E.D., Sevier, C.S., Ding, H., Koh, J.L., Toufighi, K., Mostafavi, S., et al. (2010). The genetic landscape of a cell. Science 327, 425-431.

30. Costanzo, M., VanderSluis, B., Koch, E.N., Baryshnikova, A., Pons, C., Tan, G., Wang, W., Usaj, M., Hanchard, J., Lee, S.D., et al. (2016). A global genetic interaction network maps a wiring diagram of cellular function. Science 353.

31. Cougot, N., Babajko, S., and Seraphin, B. (2004). Cytoplasmic foci are sites of mRNA decay in human cells. The Journal of cell biology 165, 31-40.

32. Dai, B., Zhao, X.F., Hagner, P., Shapiro, P., Mazan-Mamczarz, K., Zhao, S., Natkunam, Y., and Gartenhaus, R.B. (2009). Extracellular signal-regulated kinase positively regulates the oncogenic activity of MCT-1 in diffuse large B-cell lymphoma. Cancer research 69, 7835-7843.

33. Dever, T.E., and Green, R. (2012). The elongation, termination, and recycling phases of translation in eukaryotes. Cold Spring Harbor perspectives in biology 4, a013706.

34. Deyo, J.E., Chiao, P.J., and Tainsky, M.A. (1998). drp, a novel protein expressed at high cell density but not during growth arrest. DNA and cell biology 17, 437447.

35. Dierov, J., Prosniak, M., Gallia, G., and Gartenhaus, R.B. (1999). Increased G1 cyclin/cdk activity in cells overexpressing the candidate oncogene, MCT-1. Journal of cellular biochemistry 74, 544-550.

36. Dmitriev, S.E., Terenin, I.M., Andreev, D.E., Ivanov, P.A., Dunaevsky, J.E., Merrick, W.C., and Shatsky, I.N. (2010). GTP-independent tRNA delivery to the ribosomal P-site by a novel eukaryotic translation factor. The Journal of biological chemistry 285, 26779-26787.

37. Dong, J., Lai, R., Nielsen, K., Fekete, C.A., Qiu, H., and Hinnebusch, A.G. (2004). The essential ATP-binding cassette protein RLI1 functions in translation by promoting preinitiation complex assembly. The Journal of biological chemistry 279, 42157-42168.

38. Doyle, J.P., Dougherty, J.D., Heiman, M., Schmidt, E.F., Stevens, T.R., Ma, G., Bupp, S., Shrestha, P., Shah, R.D., Doughty, M.L., et al. (2008). Application of a translational profiling approach for the comparative analysis of CNS cell types. Cell 135, 749-762.

39. Dranginis, A.M. (1989). Regulation of STA1 gene expression by MAT during the life cycle of Saccharomyces cerevisiae. Molecular and cellular biology 9, 39923998.

40. Enyenihi, A.H., and Saunders, W.S. (2003). Large-scale functional genomic analysis of sporulation and meiosis in Saccharomyces cerevisiae. Genetics 163,

47-54.

41. Fleischer, T.C., Weaver, C.M., McAfee, K.J., Jennings, J.L., and Link, A.J. (2006). Systematic identification and functional screens of uncharacterized proteins associated with eukaryotic ribosomal complexes. Genes & development 20, 12941307.

42. Friedlander, G., Joseph-Strauss, D., Carmi, M., Zenvirth, D., Simchen, G., and Barkai, N. (2006). Modulation of the transcription regulatory program in yeast cells committed to sporulation. Genome biology 7, R20.

43. Frolova, L.Y., Tsivkovskii, R.Y., Sivolobova, G.F., Oparina, N.Y., Serpinsky, O.I., Blinov, V.M., Tatkov, S.I., and Kisselev, L.L. (1999). Mutations in the highly conserved GGQ motif of class 1 polypeptide release factors abolish ability of human eRF1 to trigger peptidyl-tRNA hydrolysis. RNA 5, 1014-1020.

44. Fukuda, T., Naiki, T., Saito, M., and Irie, K. (2009). hnRNP K interacts with RNA binding motif protein 42 and functions in the maintenance of cellular ATP level during stress conditions. Genes Cells 14, 113-128.

45. Garcia-Moreno, M., Sanz, M.A., Pelletier, J., and Carrasco, L. (2013). Requirements for eIF4A and eIF2 during translation of Sindbis virus subgenomic mRNA in vertebrate and invertebrate host cells. Cell Microbiol 15, 823-840.

46. Gonzalez-Almela, E., Williams, H., Sanz, M.A., and Carrasco, L. (2018). The Initiation Factors eIF2, eIF2A, eIF2D, eIF4A, and eIF4G Are Not Involved in Translation Driven by Hepatitis C Virus IRES in Human Cells. Frontiers in microbiology 9, 207.

47. Grousl, T., Ivanov, P., Malcova, I., Pompach, P., Frydlova, I., Slaba, R., Senohrabkova, L., Novakova, L., and Hasek, J. (2013). Heat shock-induced accumulation of translation elongation and termination factors precedes assembly of stress granules in S. cerevisiae. PloS one 8, e57083.

48. Gunisova, S., Hronova, V., Mohammad, M.P., Hinnebusch, A.G., and Valasek, L.S. (2018). Please do not recycle! Translation reinitiation in microbes and higher eukaryotes. FEMS microbiology reviews 42, 165-192.

49. Haas, M.A., Ngo, L., Li, S.S., Schleich, S., Qu, Z., Vanyai, H.K., Cullen, H.D., Cardona-Alberich, A., Gladwyn-Ng, I.E., Pagnamenta, A.T., et al. (2016). De Novo Mutations in DENR Disrupt Neuronal Development and Link Congenital Neurological Disorders to Faulty mRNA Translation Re-initiation. Cell reports 15, 2251-2265.

50. Haber, J.E. (1998). Mating-type gene switching in Saccharomyces cerevisiae. Annu Rev Genet 32, 561-599.

51. Haber, J.E. (2012). Mating-type genes and MAT switching in Saccharomyces cerevisiae. Genetics 191, 33-64.

52. Hall, M.N., and Johnson, A.D. (1987). Homeo domain of the yeast repressor alpha 2 is a sequence-specific DNA-binding domain but is not sufficient for repression. Science 237, 1007-1012.

53. Hauryliuk, V., Zavialov, A., Kisselev, L., and Ehrenberg, M. (2006). Class-1 release factor eRF1 promotes GTP binding by class-2 release factor eRF3. Biochimie 88, 747-757.

54. Hein, M.Y., Hubner, N.C., Poser, I., Cox, J., Nagaraj, N., Toyoda, Y., Gak, I.A., Weisswange, I., Mansfeld, J., Buchholz, F., et al. (2015). A human interactome in three quantitative dimensions organized by stoichiometries and abundances. Cell 163, 712-723.

55. Hellen, C.U.T. (2018). Translation Termination and Ribosome Recycling in Eukaryotes. Cold Spring Harbor perspectives in biology 10.

56. Heuer, A., Gerovac, M., Schmidt, C., Trowitzsch, S., Preis, A., Kotter, P., Berninghausen, O., Becker, T., Beckmann, R., and Tampe, R. (2017). Structure of the 40S-ABCE1 post-splitting complex in ribosome recycling and translation initiation. Nature structural & molecular biology 24, 453-460.

57. Hinnebusch, A.G. (2005). Translational regulation of GCN4 and the general amino acid control of yeast. Annual Review of Microbiology 59, 407-450.

58. Hinnebusch, A.G. (2011). Molecular mechanism of scanning and start codon selection in eukaryotes. Microbiology and molecular biology reviews : MMBR 75, 434-467, first page of table of contents.

59. Hinnebusch, A.G. (2014). The scanning mechanism of eukaryotic translation initiation. Annual review of biochemistry 83, 779-812.

60. Hinnebusch, A.G. (2017). Structural Insights into the Mechanism of Scanning and Start Codon Recognition in Eukaryotic Translation Initiation. Trends in biochemical sciences 42, 589-611.

61. Hinnebusch, A.G., Ivanov, I.P., and Sonenberg, N. (2016). Translational control by 5'-untranslated regions of eukaryotic mRNAs. Science 352, 1413-1416.

62. Hoyle, N.P., Castelli, L.M., Campbell, S.G., Holmes, L.E., and Ashe, M.P. (2007). Stress-dependent relocalization of translationally primed mRNPs to cytoplasmic granules that are kinetically and spatially distinct from P-bodies. The Journal of cell biology 179, 65-74.

63. Hsu, H.L., Shi, B., and Gartenhaus, R.B. (2005). The MCT-1 oncogene product impairs cell cycle checkpoint control and transforms human mammary epithelial cells. Oncogene 24, 4956-4964.

64. Humphrey, S.J., Yang, G., Yang, P., Fazakerley, D.J., Stockli, J., Yang, J.Y., and James, D.E. (2013). Dynamic adipocyte phosphoproteome reveals that Akt directly regulates mTORC2. Cell metabolism 17, 1009-1020.

65. Huttlin, E.L., Bruckner, R.J., Paulo, J.A., Cannon, J.R., Ting, L., Baltier, K., Colby, G., Gebreab, F., Gygi, M.P., Parzen, H., et al. (2017). Architecture of the human interactome defines protein communities and disease networks. Nature 545, 505-509.

66. Huttlin, E.L., Jedrychowski, M.P., Elias, J.E., Goswami, T., Rad, R., Beausoleil, S.A., Villen, J., Haas, W., Sowa, M.E., and Gygi, S.P. (2010). A tissue-specific atlas of mouse protein phosphorylation and expression. Cell 143, 1174-1189.

67. Ingolia, N.T., Brar, G.A., Rouskin, S., McGeachy, A.M., and Weissman, J.S. (2013). Genome-wide annotation and quantitation of translation by ribosome profiling. Curr Protoc Mol Biol Chapter 4, Unit 4 18.

68. Ingolia, N.T., Lareau, L.F., and Weissman, J.S. (2011). Ribosome profiling of mouse embryonic stem cells reveals the complexity and dynamics of mammalian proteomes. Cell 147, 789-802.

69. Itzhak, D.N., Tyanova, S., Cox, J., and Borner, G.H. (2016). Global, quantitative and dynamic mapping of protein subcellular localization. eLife 5.

70. Ivanov, I.P., Loughran, G., Sachs, M.S., and Atkins, J.F. (2010). Initiation context modulates autoregulation of eukaryotic translation initiation factor 1 (eIF1). Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 107, 18056-18060.

71. Jackson, R.J., Hellen, C.U., and Pestova, T.V. (2010). The mechanism of eukaryotic translation initiation and principles of its regulation. Nature reviews. Molecular cell biology 11, 113-127.

72. Jackson, R.J., Hellen, C.U., and Pestova, T.V. (2012). Termination and post-termination events in eukaryotic translation. Advances in protein chemistry and structural biology 86, 45-93.

73. Jain, S., Wheeler, J.R., Walters, R.W., Agrawal, A., Barsic, A., and Parker, R. (2016). ATPase-Modulated Stress Granules Contain a Diverse Proteome and Substructure. Cell 164, 487-498.

74. Janich, P., Arpat, A.B., Castelo-Szekely, V., Lopes, M., and Gatfield, D. (2015). Ribosome profiling reveals the rhythmic liver translatome and circadian clock regulation by upstream open reading frames. Genome research 25, 1848-1859.

75. Kedersha, N., and Anderson, P. (2009). Regulation of translation by stress granules and processing bodies. Prog Mol Biol Transl Sci 90, 155-185.

76. Kedersha, N., Chen, S., Gilks, N., Li, W., Miller, I.J., Stahl, J., and Anderson, P. (2002). Evidence that ternary complex (eIF2-GTP-tRNA(i)(Met))-deficient preinitiation complexes are core constituents of mammalian stress granules. Molecular biology of the cell 13, 195-210.

77- Kedersha, N., Ivanov, P., and Anderson, P. (2013). Stress granules and cell signaling: more than just a passing phase? Trends in biochemical sciences 38, 494-506.

78. Kedersha, N., Stoecklin, G., Ayodele, M., Yacono, P., Lykke-Andersen, J., Fritzler, M.J., Scheuner, D., Kaufman, R.J., Golan, D.E., and Anderson, P. (2005). Stress granules and processing bodies are dynamically linked sites of mRNP remodeling. The Journal of cell biology 169, 871-884.

79. Kedersha, N.L., Gupta, M., Li, W., Miller, I., and Anderson, P. (1999). RNA-binding proteins TIA-1 and TIAR link the phosphorylation of eIF-2 alpha to the assembly of mammalian stress granules. The Journal of cell biology 147, 14311442.

80. Kellis, M., Patterson, N., Endrizzi, M., Birren, B., and Lander, E.S. (2003). Sequencing and comparison of yeast species to identify genes and regulatory elements. Nature 423, 241-254.

81. Kimball, S.R., Horetsky, R.L., Ron, D., Jefferson, L.S., and Harding, H.P. (2003). Mammalian stress granules represent sites of accumulation of stalled translation initiation complexes. American journal of physiology. Cell physiology 284, C273-284.

82. Kozak, M. (1986). Point mutations define a sequence flanking the AUG initiator codon that modulates translation by eukaryotic ribosomes. Cell 44, 283-292.

83. Kozak, M. (1987). Effects of intercistronic length on the efficiency of reinitiation by eucaryotic ribosomes. Molecular and cellular biology 7, 3438-3445.

84. Kozak, M. (1989). The scanning model for translation: an update. The Journal of cell biology 108, 229-241.

85. Kozak, M. (2001). Constraints on reinitiation of translation in mammals. Nucleic acids research 29, 5226-5232.

86. Lamkanfi, M., Kanneganti, T.D., Van Damme, P., Vanden Berghe, T., Vanoverberghe, I., Vandekerckhove, J., Vandenabeele, P., Gevaert, K., and Nunez, G. (2008). Targeted peptidecentric proteomics reveals caspase-7 as a substrate of the caspase-1 inflammasomes. Molecular & cellular proteomics : MCP 7, 2350-2363.

87. Lancaster, A.M., Jan, E., and Sarnow, P. (2006). Initiation factor-independent translation mediated by the hepatitis C virus internal ribosome entry site. RNA 12, 894-902.

88. Lawless, C., Pearson, R.D., Selley, J.N., Smirnova, J.B., Grant, C.M., Ashe, M.P., Pavitt, G.D., and Hubbard, S.J. (2009). Upstream sequence elements direct post-transcriptional regulation of gene expression under stress conditions in yeast. BMC genomics 10, 7.

89. Lee, S., Liu, B., Lee, S., Huang, S.X., Shen, B., and Qian, S.B. (2012). Global mapping of translation initiation sites in mammalian cells at single-nucleotide resolution. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 109, E2424-2432.

90. Levenson, A.S., Thurn, K.E., Simons, L.A., Veliceasa, D., Jarrett, J., Osipo, C., Jordan, V.C., Volpert, O.V., Satcher, R.L., Jr., and Gartenhaus, R.B. (2005). MCT-1 oncogene contributes to increased in vivo tumorigenicity of MCF7 cells by promotion of angiogenesis and inhibition of apoptosis. Cancer research 65, 10651-10656.

91. Li, C.H., Ohn, T., Ivanov, P., Tisdale, S., and Anderson, P. (2010). eIF5A promotes translation elongation, polysome disassembly and stress granule assembly. PloS one 5, e9942.

92. Lomakin, I.B., Dmitriev, S.E., and Steitz, T.A. (2019). Crystal structure of the DENR-MCT-1 complex revealed zinc-binding site essential for heterodimer formation. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 116, 528-533.

93. Lomakin, I.B., Stolboushkina, E.A., Vaidya, A.T., Zhao, C., Garber, M.B., Dmitriev, S.E., and Steitz, T.A. (2017). Crystal Structure of the Human Ribosome in Complex with DENR-MCT-1. Cell reports 20, 521-528.

94. Low, W.K., Dang, Y., Schneider-Poetsch, T., Shi, Z., Choi, N.S., Merrick, W.C., Romo, D., and Liu, J.O. (2005). Inhibition of eukaryotic translation initiation by the marine natural product pateamine A. Molecular cell 20, 709-722.

95. Luukkonen, B.G., Tan, W., and Schwartz, S. (1995). Efficiency of reinitiation of translation on human immunodeficiency virus type 1 mRNAs is determined by the length of the upstream open reading frame and by intercistronic distance. Journal of virology 69, 4086-4094.

96. Markmiller, S., Soltanieh, S., Server, K.L., Mak, R., Jin, W., Fang, M.Y., Luo, E.C., Krach, F., Yang, D., Sen, A., et al. (2018). Context-Dependent and Disease-Specific Diversity in Protein Interactions within Stress Granules. Cell 172, 590604 e513.

97. Mazroui, R., Huot, M.E., Tremblay, S., Filion, C., Labelle, Y., and Khandjian, E.W. (2002). Trapping of messenger RNA by Fragile X Mental Retardation protein into cytoplasmic granules induces translation repression. Hum Mol Genet 11, 3007-3017.

98. Mazroui, R., Sukarieh, R., Bordeleau, M.E., Kaufman, R.J., Northcote, P., Tanaka, J., Gallouzi, I., and Pelletier, J. (2006). Inhibition of ribosome recruitment induces stress granule formation independently of eukaryotic initiation factor 2alpha phosphorylation. Molecular biology of the cell 17, 4212-4219.

99. Merrick, W.C., and Anderson, W.F. (1975). Purification and characterization of homogeneous protein synthesis initiation factor M1 from rabbit reticulocytes. The Journal of biological chemistry 250, 1197-1206.

100. Merrick, W.C., and Pavitt, G.D. (2018). Protein Synthesis Initiation in Eukaryotic Cells. Cold Spring Harbor perspectives in biology 10.

101. Michel, A.M., and Baranov, P.V. (2013). Ribosome profiling: a Hi-Def monitor for protein synthesis at the genome-wide scale. Wiley interdisciplinary reviews. RNA 4, 473-490.

102. Mohammad, M.P., Munzarova Pondelickova, V., Zeman, J., Gunisova, S., and Valasek, L.S. (2017). In vivo evidence that eIF3 stays bound to ribosomes elongating and terminating on short upstream ORFs to promote reinitiation. Nucleic acids research 45, 2658-2674.

103. Monni, O., Joensuu, H., Franssila, K., and Knuutila, S. (1996). DNA copy number changes in diffuse large B-cell lymphoma--comparative genomic hybridization study. Blood 87, 5269-5278.

104. Nandi, S., Reinert, L.S., Hachem, A., Mazan-Mamczarz, K., Hagner, P., He, H., and Gartenhaus, R.B. (2007). Phosphorylation of MCT-1 by p44/42 MAPK is required for its stabilization in response to DNA damage. Oncogene 26, 22832289.

105. Neale, B.M., Kou, Y., Liu, L., Ma'ayan, A., Samocha, K.E., Sabo, A., Lin, C.F., Stevens, C., Wang, L.S., Makarov, V., et al. (2012). Patterns and rates of exonic de novo mutations in autism spectrum disorders. Nature 485, 242-245.

106. Niu, W., Li, Z., Zhan, W., Iyer, V.R., and Marcotte, E.M. (2008). Mechanisms of cell cycle control revealed by a systematic and quantitative overexpression screen in S. cerevisiae. PLoS genetics 4, e1000120.

107. Olsen, J.V., Vermeulen, M., Santamaria, A., Kumar, C., Miller, M.L., Jensen, L.J., Gnad, F., Cox, J., Jensen, T.S., Nigg, E.A., et al. (2010). Quantitative phosphoproteomics reveals widespread full phosphorylation site occupancy during mitosis. Science signaling 3, ra3.

108. Pisarev, A.V., Hellen, C.U., and Pestova, T.V. (2007). Recycling of eukaryotic posttermination ribosomal complexes. Cell 131, 286-299.

109. Pisarev, A.V., Skabkin, M.A., Pisareva, V.P., Skabkina, O.V., Rakotondrafara, A.M., Hentze, M.W., Hellen, C.U., and Pestova, T.V. (2010). The role of ABCE1 in eukaryotic posttermination ribosomal recycling. Molecular cell 37, 196-210.

110. Poyry, T.A., Kaminski, A., Connell, E.J., Fraser, C.S., and Jackson, R.J. (2007). The mechanism of an exceptional case of reinitiation after translation of a long ORF reveals why such events do not generally occur in mammalian mRNA translation. Genes & development 21, 3149-3162.

111. Poyry, T.A., Kaminski, A., and Jackson, R.J. (2004). What determines whether mammalian ribosomes resume scanning after translation of a short upstream open reading frame? Genes & development 18, 62-75.

112. Preis, A., Heuer, A., Barrio-Garcia, C., Hauser, A., Eyler, D.E., Berninghausen, O., Green, R., Becker, T., and Beckmann, R. (2014). Cryoelectron microscopic structures of eukaryotic translation termination complexes containing eRF1-eRF3 or eRF1-ABCE1. Cell reports 8, 59-65.

113. Primig, M., Williams, R.M., Winzeler, E.A., Tevzadze, G.G., Conway, A.R., Hwang, S.Y., Davis, R.W., and Esposito, R.E. (2000). The core meiotic transcriptome in budding yeasts. Nature genetics 26, 415-423.

114. Prosniak, M., Dierov, J., Okami, K., Tilton, B., Jameson, B., Sawaya, B.E., and Gartenhaus, R.B. (1998). A novel candidate oncogene, MCT-1, is involved in cell cycle progression. Cancer research 58, 4233-4237.

115. Protter, D.S., and Parker, R. (2016). Principles and Properties of Stress Granules. Trends in cell biology 26, 668-679.

116. Rajkowitsch, L., Vilela, C., Berthelot, K., Ramirez, C.V., and McCarthy, J.E. (2004). Reinitiation and recycling are distinct processes occurring downstream of translation termination in yeast. Journal of molecular biology 335, 71-85.

117. Reibarkh, M., Yamamoto, Y., Singh, C.R., del Rio, F., Fahmy, A., Lee, B., Luna, R.E., Ii, M., Wagner, G., and Asano, K. (2008). Eukaryotic initiation factor (eIF) 1 carries two distinct eIF5-binding faces important for multifactor assembly and AUG selection. The Journal of biological chemistry 283, 1094-1103.

118. Reinert, L.S., Shi, B., Nandi, S., Mazan-Mamczarz, K., Vitolo, M., Bachman, K.E., He, H., and Gartenhaus, R.B. (2006). MCT-1 protein interacts with the cap complex and modulates messenger RNA translational profiles. Cancer research 66, 8994-9001.

119. Sanz, M.A., Gonzalez Almela, E., and Carrasco, L. (2017). Translation of Sindbis Subgenomic mRNA is Independent of eIF2, eIF2A and eIF2D. Scientific reports 7, 43876.

120. Sarrazin, S., Starck, J., Gonnet, C., Doubeikovski, A., Melet, F., and Morle, F. (2000). Negative and translation termination-dependent positive control of FLI-1 protein synthesis by conserved overlapping 5' upstream open reading frames in Fli-1 mRNA. Molecular and cellular biology 20, 2959-2969.

121. Scarpa, A., Taruscio, D., Scardoni, M., Iosi, F., Paradisi, S., Ennas, M.G., Rigaud, G., Moore, P.S., and Menestrina, F. (1999). Nonrandom chromosomal imbalances in primary mediastinal B-cell lymphoma detected by arbitrarily primed PCR fingerprinting. Genes, chromosomes & cancer 26, 203-209.

122. Schleich, S., Acevedo, J.M., Clemm von Hohenberg, K., and Teleman, A.A. (2017). Identification of transcripts with short stuORFs as targets for DENR*MCTS1-dependent translation in human cells. Scientific reports 7, 3722.

123. Schleich, S., Strassburger, K., Janiesch, P.C., Koledachkina, T., Miller, K.K., Haneke, K., Cheng, Y.S., Kuchler, K., Stoecklin, G., Duncan, K.E., et al. (2014). DENR-MCT-1 promotes translation re-initiation downstream of uORFs to control tissue growth. Nature 512, 208-212.

124. Schuller, A.P., and Green, R. (2018). Roadblocks and resolutions in eukaryotic translation. Nature reviews. Molecular cell biology 19, 526-541.

125. Shao, S., Murray, J., Brown, A., Taunton, J., Ramakrishnan, V., and Hegde, R.S. (2016). Decoding Mammalian Ribosome-mRNA States by Translational GTPase Complexes. Cell 167, 1229-1240 e1215.

126. Shi, B., Hsu, H.L., Evens, A.M., Gordon, L.I., and Gartenhaus, R.B. (2003). Expression of the candidate MCT-1 oncogene in B- and T-cell lymphoid malignancies. Blood 102, 297-302.

127. Shoemaker, C.J., and Green, R. (2011). Kinetic analysis reveals the ordered coupling of translation termination and ribosome recycling in yeast. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 108, E1392-1398.

128. Skabkin, M.A., Skabkina, O.V., Dhote, V., Komar, A.A., Hellen, C.U., and Pestova, T.V. (2010). Activities of Ligatin and MCT-1/DENR in eukaryotic translation initiation and ribosomal recycling. Genes & development 24, 1787-1801.

129. Skabkin, M.A., Skabkina, O.V., Hellen, C.U., and Pestova, T.V. (2013). Reinitiation and other unconventional posttermination events during eukaryotic translation. Molecular cell 51, 249-264.

130. Spealman, P., Naik, A.W., May, G.E., Kuersten, S., Freeberg, L., Murphy, R.F., and McManus, J. (2018). Conserved non-AUG uORFs revealed by a novel regression analysis of ribosome profiling data. Genome research 28, 214-222.

131. Stoneley, M., Paulin, F.E., Le Quesne, J.P., Chappell, S.A., and Willis, A.E. (1998). C-Myc 5' untranslated region contains an internal ribosome entry segment. Oncogene 16, 423-428.

132. Strunk, B.S., Novak, M.N., Young, C.L., and Karbstein, K. (2012). A translationlike cycle is a quality control checkpoint for maturing 40S ribosome subunits. Cell 150, 111-121.

133. Suzuki, Y., Ishihara, D., Sasaki, M., Nakagawa, H., Hata, H., Tsunoda, T., Watanabe, M., Komatsu, T., Ota, T., Isogai, T., et al. (2000). Statistical analysis of the 5' untranslated region of human mRNA using "Oligo-Capped" cDNA libraries. Genomics 64, 286-297.

134. Tatchell, K., Nasmyth, K.A., Hall, B.D., Astell, C., and Smith, M. (1981). In vitro mutation analysis of the mating-type locus in yeast. Cell 27, 25-35.

135. Tchatalbachev, S., Ghai, R., Hossain, H., and Chakraborty, T. (2010). Grampositive pathogenic bacteria induce a common early response in human monocytes. BMC Microbiol 10, 275.

136. Terenin, I.M., Akulich, K.A., Andreev, D.E., Polyanskaya, S.A., Shatsky, I.N., and Dmitriev, S.E. (2015). Sliding of a 43S ribosomal complex from the recognized AUG codon triggered by a delay in eIF2-bound GTP hydrolysis. Nucleic acids research.

137. Terenin, I.M., Dmitriev, S.E., Andreev, D.E., and Shatsky, I.N. (2008). Eukaryotic translation initiation machinery can operate in a bacterial-like mode without eIF2. Nature structural & molecular biology 15, 836-841.

138. Thoreen, C.C. (2017). The molecular basis of mTORC1-regulated translation. Biochemical Society transactions 45, 213-221.

139. Truve, K., Dickinson, P., Xiong, A., York, D., Jayashankar, K., Pielberg, G., Koltookian, M., Muren, E., Fuxelius, H.H., Weishaupt, H., et al. (2016). Utilizing the Dog Genome in the Search for Novel Candidate Genes Involved in Glioma Development-Genome Wide Association Mapping followed by Targeted Massive Parallel Sequencing Identifies a Strongly Associated Locus. PLoS genetics 12, e1006000.

140. Tseng, H.Y., Chen, Y.A., Jen, J., Shen, P.C., Chen, L.M., Lin, T.D., Wang, Y.C., and Hsu, H.L. (2017). Oncogenic MCT-1 activation promotes YY1-EGFR-MnSOD signaling and tumor progression. Oncogenesis 6, e313.

141. Urso, L., Calabrese, F., Favaretto, A., Conte, P., and Pasello, G. (2016). Critical review about MDM2 in cancer: Possible role in malignant mesothelioma and implications for treatment. Crit Rev Oncol Hematol 97, 220-230.

142. Vaidya, A.T., Lomakin, I.B., Joseph, N.N., Dmitriev, S.E., and Steitz, T.A. (2017). Crystal Structure of the C-terminal Domain of Human eIF2D and Its Implications on Eukaryotic Translation Initiation. Journal of molecular biology 429, 27652771.

143. Wang, D., Wang, L., Ren, C., Zhang, P., Wang, M., and Zhang, S. (2019). High expression of density-regulated re-initiation and release factor drives tumourigenesis and affects clinical outcome. Oncol Lett 17, 141-148.

144. Wang, X.Q., and Rothnagel, J.A. (2004). 5'-untranslated regions with multiple upstream AUG codons can support low-level translation via leaky scanning and reinitiation. Nucleic acids research 32, 1382-1391.

145. Watanabe, M., Watanabe, D., Nogami, S., Morishita, S., and Ohya, Y. (2009). Comprehensive and quantitative analysis of yeast deletion mutants defective in apical and isotropic bud growth. Current genetics 55, 365-380.

146. Wei, W., Pelechano, V., Jarvelin, A.I., and Steinmetz, L.M. (2011). Functional consequences of bidirectional promoters. Trends in genetics : TIG 27, 267-276.

147. Weisser, M., Schafer, T., Leibundgut, M., Bohringer, D., Aylett, C.H.S., and Ban, N. (2017). Structural and Functional Insights into Human Re-initiation Complexes. Molecular cell 67, 447-456 e447.

148. Weng, Y.S., Tseng, H.Y., Chen, Y.A., Shen, P.C., Al Haq, A.T., Chen, L.M., Tung, Y.C., and Hsu, H.L. (2019). MCT-1/miR-34a/IL-6/IL-6R signaling axis promotes EMT progression, cancer stemness and M2 macrophage polarization in triple-negative breast cancer. Molecular cancer 18, 42.

149. Werner, C.A., Dohner, H., Joos, S., Trumper, L.H., Baudis, M., Barth, T.F., Ott, G., Moller, P., Lichter, P., and Bentz, M. (1997). High-level DNA amplifications

are common genetic aberrations in B-cell neoplasms. The American journal of pathology 151, 335-342.

150. Wethmar, K. (2014). The regulatory potential of upstream open reading frames in eukaryotic gene expression. Wiley interdisciplinary reviews. RNA 5, 765-778.

151. Wood, A.J., Roberts, R.G., Monk, D., Moore, G.E., Schulz, R., and Oakey, R.J. (2007). A screen for retrotransposed imprinted genes reveals an association between X chromosome homology and maternal germ-line methylation. PLoS genetics 3, e20.

152. Wu, M.H., Chen, Y.A., Chen, H.H., Chang, K.W., Chang, I.S., Wang, L.H., and Hsu, H.L. (2014). MCT-1 expression and PTEN deficiency synergistically promote neoplastic multinucleation through the Src/p190B signaling activation. Oncogene

33, 5109-5120.

153. Youn, J.Y., Dunham, W.H., Hong, S.J., Knight, J.D.R., Bashkurov, M., Chen, G.I., Bagci, H., Rathod, B., MacLeod, G., Eng, S.W.M., et al. (2018). High-Density Proximity Mapping Reveals the Subcellular Organization of mRNA-Associated Granules and Bodies. Molecular cell 69, 517-532 e511.

154. Young, D.J., Guydosh, N.R., Zhang, F., Hinnebusch, A.G., and Green, R. (2015). Rli1/ABCE1 Recycles Terminating Ribosomes and Controls Translation Reinitiation in 3'UTRs In Vivo. Cell 162, 872-884.

155. Zachariae, W., Shevchenko, A., Andrews, P.D., Ciosk, R., Galova, M., Stark, M.J., Mann, M., and Nasmyth, K. (1998). Mass spectrometric analysis of the anaphase-promoting complex from yeast: identification of a subunit related to cullins. Science 279, 1216-1219.

156. Zhang, R.X., Tang, B.S., Zi, X.H., Luo, W., Xia, K., Pan, Q., Hu, Z.M., Zhao, G.H., and Guo, K. (2006). [Cloning to rule out 10 candidate genes located in chromosome 12q24 for Charcot-Marie-Tooth disease type 2L]. Zhonghua yi xue yi chuan xue za zhi = Zhonghua yixue yichuanxue zazhi = Chinese journal of medical genetics 23, 189-191.

157. Zhou, J., Wan, J., Shu, X.E., Mao, Y., Liu, X.M., Yuan, X., Zhang, X., Hess, M.E., Bruning, J.C., and Qian, S.B. (2018). N(6)-Methyladenosine Guides mRNA Alternative Translation during Integrated Stress Response. Molecular cell 69, 636-647 e637.

158. Zoll, W.L., Horton, L.E., Komar, A.A., Hensold, J.O., and Merrick, W.C. (2002). Characterization of mammalian eIF2A and identification of the yeast homolog. The Journal of biological chemistry 277, 37079-37087.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Рис. П1. Экспрессия генов МСТ-1 и БЕМЯ в различных клетках человека. Показаны условные значения экспрессии, полученные в результате анализа транскриптома в здоровых образцах тканей (синий), в раковых образцах тканей (красный) или в культивируемых линиях человеческих клеток (зеленый). Коэффициент корреляции экспрессии в здоровых тканях человека составялет 0.78. Данные получены с помощью программы Genevestigator (www.genevestigator.com).

кДНК библиотека Название Кол-во обработанных ридов Кол-во уникально картированных ридов % уникально картированных ридов Кол-во ридов, картирующихся в несколько мест генома

1 wt1 ribo 40 692 701 8 569 878 21,06% 31 256 732

2 wt1 rna 27 521222 12 884 778 46,82% 13 671998

3 wt2 ribo 39 228 910 6 735 176 17,17% 31 607 770

4 wt2 rna 14 950 489 7 338 303 49,08% 7151378

5 wt sd ribo 55 791 284 2 622 895 4,70% 50 941 853

6 wt sd rna 27 765 922 14 806 809 53,33% 11 841 784

7 tma20 ribo 44 722 333 8 714 758 19,49% 34 953 962

8 tma20 rna 14 706 192 7 493 019 50,95% 6 750 892

9 tma20 sd ribo 54 156 658 1 939 170 3,58% 49 239 483

10 tma20 sd rna 22 783 393 12 511 332 54,91% 9 366 757

11 tma64_ribo 43 799 151 6 148 315 14,04% 36 760 645

12 tma64_rna 15 876 935 8 245 870 51,94% 7 136 008

13 tma64_sd_ribo 73 441 277 13 129 754 17,88% 56 510 273

14 tma64_sd_rna 29187 448 14 997 333 51,38% 12 964 404

15 tma20tma64_ribo 35 341 670 5 224 464 14,78% 29 552 582

16 tma20tma64_rna 27 945 006 14 375 139 51,44% 12 576 601

17 tma20tma64_sd_ribo 76 999 804 24 756 651 32,15% 49 104 342

18 tma20tma64_sd_rna 32 908 029 18 069 116 54,91% 13 129 570

GO группа Название группы Изменение Штамм

Биологические процессы

GO:0016052 carbohydrate catabolic process - b.tma20, htma64

GO:0009056 catabolic process - b.tma20, Atma64

GO:0051169 nuclear transport + b.tma20, Atma64

GO:0051168 nuclear export + b.tma20, Atma64

GO:0006396 RNA processing + b.tma20, Atma64

GO:0051656 establishment of organelle localization endonucleolytic cleavage to generate mature 5'-end of + b.tma20, Atma64

GO:0000472 SSU-rRNA from (SSU-rRNA, 5.8S rRNA, LSU-rRNA) + b.tma20, Atma64

GO:0006399 tRNA metabolic process + b.tma20, Atma64

GO:0000478 endonucleolytic cleavage involved in rRNA processing + b.tma20, Atma64

GO:0000966 RNA 5'-end processing + b.tma20, Atma64

GO:0000967 rRNA 5'-end processing + b.tma20, Atma64

GO:0090502 RNA phosphodiester bond hydrolysis, endonucleolytic + b.tma20, Atma64

GO:0090305 nucleic acid phosphodiester bond hydrolysis + b.tma20, Atma64

GO:0042255 ribosome assembly + b.tma20, Atma64

GO:0090501 RNA phosphodiester bond hydrolysis + b.tma20, Atma64

GO:0042273 ribosomal large subunit biogenesis + b.tma20, Atma64

GO:0000469 cleavage involved in rRNA processing + b.tma20, Atma64

GO:0000460 maturation of 5.8S rRNA + b.tma20, Atma64

GO:0030490 maturation of SSU-rRNA + b.tma20, Atma64

GO:0022618 ribonucleoprotein complex assembly maturation of SSU-rRNA from tricistronic rRNA + b.tma20, Atma64

GO:0000462 transcript (SSU-rRNA, 5.8S rRNA, LSU-rRNA) + b.tma20, Atma64

GO:0042274 ribosomal small subunit biogenesis + b.tma20, Atma64

GO:0034470 ncRNA processing + b.tma20, Atma64

GO:0034660 ncRNA metabolic process + b.tma20, Atma64

GO:0016072 rRNA metabolic process + b.tma20, Atma64

GO:0042254 ribosome biogenesis + b.tma20, Atma64

GO:0006364 rRNA processing + b.tma20, Atma64

GO:0022613 ribonucleoprotein complex biogenesis + b.tma20, Atma64

GO:0006091 generation of precursor metabolites and energy - tsima20

GO:0055114 oxidation-reduction process - tsima20

GO:0016051 carbohydrate biosynthetic process - tsima20

GO:0045333 cellular respiration - tsima20

GO:0006006 glucose metabolic process - tsima20

GO:0009408 response to heat - tsima20

GO:0015980 energy derivation by oxidation of organic compounds - tsima20

GO:0005975 carbohydrate metabolic process - tsima20

GO:0007005 mitochondrion organization - tsima20

GO:0061024 membrane organization - tsima20

GO:0006259 DNA metabolic process + tsima20

GO:0048522 positive regulation of cellular process + tsima20

GO:0006520 cellular amino acid metabolic process + tsima20

GO:0006913 nucleocytoplasmic transport + tsima20

GO:0006525 arginine metabolic process + tsima20

GO:0045943 positive regulation of transcription by RNA polymerase I + tsima20

GO:0033750 ribosome localization + tsima20

GO:0006400 tRNA modification + tsima20

GO:0070925 organelle assembly + tsima20

GO:0016074 snoRNA metabolic process + tsima20

GO:0042790 nucleolar large rRNA transcription by RNA polymerase I + tsima20

GO:0000027 ribosomal large subunit assembly + tsima20

GO:0071826 ribonucleoprotein complex subunit organization + tsima20

GO:0009123 nucleoside monophosphate metabolic process - bttma64

GO:0009069 serine family amino acid metabolic process - bttma64

GO:1901678 iron coordination entity transport - bttma64

GO:0051640 organelle localization + bttma64

GO:0071166 ribonucleoprotein complex localization endonucleolytic cleavage in 5'-ETS of tricistronic rRNA + bttma64

GO:0000480 transcript (SSU-rRNA, 5.8S rRNA, LSU-rRNA) + bttma64

GO:0001510 RNA methylation + bttma64

GO:0000470 maturation of LSU-rRNA + bttma64

Клеточные компоненты

GO:0005730 nucleolus + b.tma20, htma64

GO:0030684 preribosome + b.tma20, htma64

GO:0030686 90S preribosome + b.tma20, htma64

GO:0030687 preribosome, large subunit precursor + b.tma20, htma64

GO:0032040 small-subunit processome + b.tma20, htma64

GO:0044429 mitochondrial part - b.tma20, htma64

GO:0044452 nucleolar part + b.tma20, htma64

GO:0005654 nucleoplasm + tsima20

GO:0005740 mitochondrial envelope - tsima20

GO:0005741 mitochondrial outer membrane - tsima20

GO:0031966 mitochondrial membrane - tsima20

GO:1990904 ribonucleoprotein complex + tsima20

GO:0030677 ribonuclease P complex - htma64

Молекулярные функции

GO:0003724 RNA helicase activity + htma64

GO:0004386 helicase activity + htma64

GO:0008186 RNA-dependent ATPase activity + htma64

GO:0016209 antioxidant activity - htma64

GO:0016491 oxidoreductase activity - tsima20

GO:0016779 nucleotidyltransferase activity + htma64

GO:0016887 ATPase activity + htma64

Атаб4АШа20 в YPD

Название

гена,

ГО гена если есть Log2FО р-уа1ие

УБКпв'^ ЛРО4 -2,65 8,14Е-10

УРЬоз^ НЛО1 -2,22 1,04Е-09

УМЯзозО ЛБН2 -2,14 7,52Е-06

УМЯ2710 иЯЛ10 -1,95 4,97Е-04

УОЯ018О-Л -1,60 1,79Е-02

УЖою'^ МЕТ3 -1,50 6,16Е-06

УЫЯоббО НОЬ1 -1,42 1,34Е-06

УБЬ222О БМР45 -1,41 1,83Е-04

УЕЯ179' БМО1 -1,35 4,26Е-02

УОЯ453О ТБЛ2 -1,34 4,57Е-05

УРЯ002Ш РБН1 -1,33 4,06Е-03

УНЯ216' 1МБ2 -1,33 3,05Е-05

УБЬ082О ЛЬ03 -1,31 1,31Е-05

УОЯ032' аБО2 -1,31 5,47Е-07

УНЬ024' Я1М4 -1,31 2,63Е-03

УРЬ148О РРТ2 0,91 2,11Е-02

УКЯ069' МЕТ1 0,91 1,93Е-02

УМЯ117О БРО24 0,91 4,71Е-03

УОЬ080О ЯЕХ4 0,96 1,78Е-03

УРЬ174О Ы1Р100 0,99 6,48Е-03

УЕЬ072' ЯМБ6 1,03 1,10Е-02

УОЬ043О №Ш2 1,04 2,43Е-03

УВЯ259' 1,07 3,01Е-03

УРЯ116' 1,10 3,39Е-02

УЭЯ285Ш 21Р1 1,13 4,16Е-03

УЪЬ016' 8БО25 1,15 1,52Е-02

УКЯ04^ 1,17 2,24Е-02

УКЬ188О РХЛ2 1,19 1,03Е-02

У]Ь059О ......................1,45 2,09Е-03

УЕЬ033' МТО7 1,73 1,46Е-04

Атаб4Ата20 в SD

Название

гена,

ГО гена если есть Log2FО р-уа1ие

У^025' РЛИ17 -3,32 1,06Е-07

УBL075О ББЛз -2,62 1,47Е-05

УМЯ271О иЯЛ10 -1,90 1,73Е-03

УОЯ383О FITз -1,88 1,05Е-02

УМЯ040' УЕТ2 -1,77 3,59Е-03

УJR058О ЛРБ2 -1,71 1,31Е-03

УNLl4зО -1,60 2,01Е-02

УILl58W Л1М20 -1,52 3,93Е-03

УAL054C ЛОБ1 -1,51 1,25Е-02

УКЬ018О-Л -1,51 4,27Е-03

УБЯ118Ш ЛРО4 -1,49 1,99Е-02

УОЯ102О -1,43 3,55Е-02

УВЯ291О ОТР1 -1,42 1,17Е-02

УJLll5W ASFl -1,40 6,69Е-03

УЕЯ028О МЮз -1,40 1,50Е-02

УОЯ288Ш MALl3 1,67 2,37Е-02

УЪЯ091' 0ЕР5 1,69 2,39Е-02

УНЯ105' УРТ35 1,74 9,23Е-03

УБЯ126' SWFl 1,77 1,87Е-02

УEL073О 1,78 2,68Е-03

УFL055W ЛОРз 1,79 3,52Е-02

УБЯ065' 1,81 7,53Е-03

УОЯ063' ВИБ31 1,83 6,03Е-03

УЪЯз^ NKP2 1,92 4,10Е-03

УЕЯ115О SPR6 2,00 2,31Е-02

УКЬ162О 2,03 1,36Е-02

УPLl66W ЛТО29 2,08 1,02Е-03

УРЯ153' 2,23 5,10Е-03

УMRо6зW Я1М9 2,32 2,09Е-03

УКЯ04^ 2,50 7,20Е-03

АШаб4 в ¥РП

ГО гена Название гена, если есть Log2FC р-уа1ие

УОК021С ШР30 -2,30 6,53Е-13

УБКпв'^ APC4 -2,13 4,о8Е-о8

таяо^ -1,96 6,88Е-09

УЭЯ242Ш АМЭ2 -1,70 4,97Е-03

УРЬоч'^ -1,69 1,02Е-08

У1Ь101С ХВР1 -1,57 1,71Е-о6

УGR052W БМР48 -1,54 3,91Е-07

УЕК053С-А -1,50 7,26Е-о6

YDR437W GPIl9 -1,45 1,28Е-03

УPL230W ШУ1 -1,43 1,21Е-04

УKL109W HAP4 -1,42 6,13Е-07

УBL013W РМТ1 -1,40 1,26Е-03

УDL223C НВТ1 -1,37 2,72Е-05

YPR145C-A -1,36 1,49Е-02

УGL240W DOCl -1,34 3,30Е-03

УGR271C-A EFGl 1,06 1,80Е-04

УLL025W PAUl7 1,08 5,45Е-03

УCR072C RSA4 1,08 8,68Е-05

YKRо69W МЕТ1 1,08 8,10Е-03

УDRо8зW RRP8 1,18 1,65Е-05

УCLоз6W GFD2 1,19 3,70Е-04

УDR317W Н1М1 1,20 4,46Е-03

УBR104W УMC2 1,22 3,26Е-05

YBR296C PHO89 1,23 3,71Е-06

УNL112W DBP2 1,37 7,43Е-08

УGR159C NSRl 1,38 4,90Е-08

УDLо6зC SУOl 1,41 4,75Е-07

УOLl54W ZPSl 1,63 4,33Е-03

AAHl 1,70 3,50Е-10

УMRзозC ADH2 2,05 6,99Е-07

АШаб4 в SD

Название

ГО гена гена, если есть Log2FC р-уа1ие

YLL025W PAUl7 -4,29 1,1оЕ-11

YMRзозC ADH2 -1,95 3,01Е-03

УDRll8W APC4 -1,76 8,46Е-оз

УКЬо86Ш SRXl -1,74 5,13Е-03

УBR29lC CTPl -1,62 5,о8Е-оз

УLRl62W -1,51 3,17Е-02

YBL075C SSAз -1,45 1,52Е-02

УLR055C SPT8 -1,32 1,13Е-02

УKLоl8C-A -1,18 2,59Е-02

УILl54C IMP2' -1,15 2,67Е-02

УMLl02W CAC2 -1,12 3,50Е-02

YOR223W DSCз -1,12 3,41Е-02

УLL022C HIFl -1,11 3,51Е-02

УJLll5W ASFl -1,08 3,74Е-02

УBR230W-A -1,07 4,86Е-02

YILl58W AIM20 -1,06 4,47Е-02

УKR048C NAPl -1,02 4,66Е-02

УBRl85C MBAl 1,20 3,8зЕ-02

УOR352W TFB6 1,21 4,07Е-02

УBRl26W-A 1,23 4,11Е-02

УBR004C GPIl8 1,28 3,19Е-02

УPL047W SGFll 1,32 4,52Е-02

УPL076W GPI2 1,39 4,69Е-02

УCL004W PGSl 1,42 4,74Е-02

УCRо6зW BUDзl 1,44 3,19Е-02

УГЬ166Ш ATG29 1,45 2,11Е-02

УDRl26W SWFl 1,50 4,92Е-02

УPRl53W 1,85 2,22Е-02

УOLll4C 2,11 1,92Е-02

YKLl62C 2,13 1,04Е-02

Ата20 в YPD