stringtranslate.com

P-тела

В клеточной биологии P -тела , или процессирующие тельца , представляют собой отдельные очаги, образованные фазовым разделением внутри цитоплазмы эукариотической клетки , состоящие из множества ферментов, участвующих в обороте мРНК . [1] P-тела являются высококонсервативными структурами и наблюдались в соматических клетках, происходящих от позвоночных и беспозвоночных , растений и дрожжей . На сегодняшний день было показано, что P-тела играют фундаментальную роль в общем распаде мРНК , распаде мРНК, опосредованном бессмысленными элементами , распаде мРНК, опосредованном аденилат-уридилатом , и подавлении мРНК , вызванном микроРНК (miRNA) . [2] Не все мРНК, которые попадают в P-тела, деградируют, поскольку было показано, что некоторые мРНК могут выходить из P-тел и повторно инициировать трансляцию . [3] [4] Очистка и секвенирование мРНК из очищенных процессирующих тел показали, что эти мРНК в значительной степени трансляционно репрессируются выше инициации трансляции и защищены от распада 5'-мРНК. [5]

Первоначально предполагалось, что P-тельца являются участками деградации мРНК в клетке и участвуют в декэппинге и переваривании мРНК, предназначенных для разрушения. [6] [7] Более поздние исследования поставили это под сомнение, предположив, что P-тельца хранят мРНК до тех пор, пока они не понадобятся для трансляции. [8] [5] [9]

В нейронах P-тела перемещаются моторными белками в ответ на стимуляцию. Это, вероятно, связано с локальной трансляцией в дендритах . [10]

История

P-тела были впервые описаны в научной литературе Башкировым и др. [11] в 1997 году, в котором они описали «маленькие гранулы… дискретные, заметные фокусы» как цитоплазматическое расположение мышиной экзорибонуклеазы mXrn1p. Только в 2002 году был опубликован проблеск природы и важности этих цитоплазматических фокусов., [12] [13] [14], когда исследователи продемонстрировали, что множественные белки, участвующие в деградации мРНК, локализуются в фокусах. Их важность была признана после того, как были получены экспериментальные доказательства, указывающие на P-тела как на места деградации мРНК в клетке. [7] Исследователи назвали эти структуры процессинговыми телами или «P-телами». В это время для идентификации процессинговых тел также использовались многие описательные названия, включая «GW-тела» и «decap-тела»; однако «P-тела» был выбран термин, который теперь широко используется и принимается в научной литературе. [7] Недавно были представлены доказательства, предполагающие, что GW-тела и P-тела на самом деле могут быть разными клеточными компонентами. [15] Доказательства заключаются в том, что GW182 и Ago2, оба связанные с подавлением генов miRNA, обнаруживаются исключительно в мультивезикулярных тельцах или GW-телах и не локализуются в P-телах. Также следует отметить, что P-тела не эквивалентны стрессовым гранулам и содержат в основном неперекрывающиеся белки. [5] Эти две структуры поддерживают перекрывающиеся клеточные функции, но обычно возникают при разных стимулах. Хойл и др. предполагают, что новый сайт, называемый EGP-телами, или стрессовыми гранулами, может отвечать за хранение мРНК, поскольку в этих сайтах отсутствует фермент декеппинг. [16]

Ассоциации с микроРНК

Репрессия, опосредованная микроРНК, происходит двумя способами: либо путем трансляционной репрессии, либо путем стимуляции распада мРНК. miRNA привлекают комплекс RISC к мРНК, с которой они связаны. Связь с P-тельцами обусловлена ​​тем фактом, что многие, если не большинство, белков, необходимых для подавления генов miRNA, локализуются в P-тельцах, как описано Кулкарни и др. (2010). [2] [17] [18] [19] [20] Эти белки включают, помимо прочего, белок каркаса GW182, Argonaute (Ago), ферменты декеппингования и РНК-хеликазы . Текущие данные указывают на то, что P-тельца являются центрами каркаса функции miRNA, особенно из-за доказательств того, что отключение GW182 нарушает формирование P-телец. Однако остается много неотвеченных вопросов о P-тельцах и их связи с активностью miRNA. В частности, неизвестно, существует ли контекстно-зависимая (стрессовое состояние по сравнению с нормой) специфичность механизма действия P-тела. На основании доказательств того, что P-тела иногда являются местом распада мРНК, а иногда мРНК может выходить из P-тел и повторно инициировать трансляцию, остается вопрос о том, что контролирует это переключение. Еще один неоднозначный момент, который необходимо рассмотреть, заключается в том, активно ли функционируют белки, локализующиеся в P-телах, в процессе подавления гена miRNA или они просто находятся в режиме ожидания.

Состав белка

В 2017 году был опубликован новый метод очистки процессинговых телец. [5] Хабстенбергер и др. использовали сортировку частиц, активированных флуоресценцией (метод, основанный на идеях сортировки клеток, активированных флуоресценцией ), для очистки процессинговых телец из эпителиальных клеток человека. Из этих очищенных процессинговых телец они смогли использовать масс-спектрометрию и секвенирование РНК , чтобы определить, какие белки и РНК находятся в процессинговых тельцах соответственно. Это исследование идентифицировало 125 белков, которые в значительной степени связаны с процессинговыми тельцами. [5] Примечательно, что эта работа предоставила самые убедительные доказательства на сегодняшний день, что P-тела могут не быть местами деградации в клетке, а вместо этого использоваться для хранения трансляционно репрессированной мРНК. Это наблюдение было дополнительно подтверждено одномолекулярной визуализацией мРНК группой Чао в 2017 году. [9]

В 2018 году Юн и др. применили подход маркировки близости , называемый BioID, для идентификации и прогнозирования протеома обрабатывающего тела. [21] Они сконструировали клетки для экспрессии нескольких локализованных в обрабатывающем теле белков в качестве белков слияния с ферментом BirA*. Когда клетки инкубируются с биотином , BirA* будет биотинилировать белки, которые находятся поблизости, таким образом помечая белки в обрабатывающих телах биотиновой меткой. Затем стрептавидин использовался для выделения меченых белков и масс-спектрометрии для их идентификации. Используя этот подход, Юн и др. идентифицировали 42 белка, которые локализуются в обрабатывающих телах. [21]

Ссылки

  1. ^ Luo Y, Na Z, Slavoff SA (май 2018). «P-тела: состав, свойства и функции». Биохимия . 57 (17): 2424–2431. doi :10.1021/acs.biochem.7b01162. PMC  6296482. PMID  29381060 .
  2. ^ ab Kulkarni M, Ozgur S, Stoecklin G (февраль 2010 г.). «On track with P-bodies». Biochemical Society Transactions . 38 (Pt 1): 242–251. doi :10.1042/BST0380242. PMID  20074068.
  3. ^ Brengues M, Teixeira D, Parker R (октябрь 2005 г.). «Перемещение эукариотических мРНК между полисомами и цитоплазматическими процессирующими тельцами». Science . 310 (5747): 486–489. Bibcode :2005Sci...310..486B. doi :10.1126/science.1115791. PMC 1863069 . PMID  16141371. 
  4. ^ Bhattacharyya SN, Habermacher R, Martine U, Closs EI, Filipowicz W (июнь 2006 г.). «Устранение трансляционной репрессии, опосредованной микроРНК, в клетках человека, подверженных стрессу». Cell . 125 (6): 1111–1124. doi : 10.1016/j.cell.2006.04.031 . PMID  16777601. S2CID  18353167.
  5. ^ abcdefghijklmnopqrstu vwxyz aa ab ac ad ae af ag ah ai aj ak al am an ao ap aq ar as at au av aw ax ay az ba bb bc bd be bf bg bh bi bj bk bl bm bn bo bp bq br bs bt bu bv bw bx от bz ca cb cc cd ce cf cg ch ci cj ck cl cm cn co cp cq cr cs ct cu cv cw cx cy cz da db dc dd de df dg dh di dj dk dl dm dn do dp dq dr ds dt du dv dw dx dy dz Hubstenberger А, Курель М, Bénard M, Souquere S, Ernoult-Lange M, Chouaib R и др. (Октябрь 2017 г.). «Очистка P-тела выявляет конденсацию подавленных мРНК-регулонов». Molecular Cell . 68 (1): 144–157.e5. doi : 10.1016/j.molcel.2017.09.003 . PMID  28965817.
  6. ^ Лонг, Рой М.; Макналли, Марк Т. (2003-05-01). «Распад мРНК: X (XRN1) отмечает пятно». Molecular Cell . 11 (5): 1126–1128. doi : 10.1016/S1097-2765(03)00198-9 . ISSN  1097-2765. PMID  12769838.
  7. ^ abc Sheth U, Parker R (май 2003 г.). «Декапирование и распад информационной РНК происходят в цитоплазматических процессирующих телах». Science . 300 (5620): 805–808. Bibcode :2003Sci...300..805S. doi :10.1126/science.1082320. PMC 1876714 . PMID  12730603. 
  8. ^ Brengues, Muriel; Teixeira, Daniela; Parker, Roy (2005-10-21). «Перемещение эукариотических мРНК между полисомами и цитоплазматическими процессирующими телами». Science . 310 (5747): 486–489. Bibcode :2005Sci...310..486B. doi :10.1126/science.1115791. ISSN  0036-8075. PMC 1863069 . PMID  16141371. 
  9. ^ аб Хорватова, Ивана; Фойгт, Франка; Котрис, Анна Владимировна; Чжан, Иньсю; Артус-Ревель, Кэролайн Г.; Эглингер, Ян; Стадлер, Майкл Б.; Джорджетти, Лука; Чао, Джеффри А. (2 ноября 2017 г.). «Динамика обмена мРНК, выявленная с помощью визуализации одиночных молекул в одиночных клетках». Молекулярная клетка . 68 (3): 615–625.е9. doi : 10.1016/j.molcel.2017.09.030 . ISSN  1097-2765. ПМИД  29056324.
  10. ^ Cougot N, Bhattacharyya SN, Tapia-Arancibia L, Bordonné R, Filipowicz W, Bertrand E, Rage F (декабрь 2008 г.). «Дендриты нейронов млекопитающих содержат специализированные структуры, похожие на P-тельца, которые реагируют на нейрональную активацию». The Journal of Neuroscience . 28 (51): 13793–13804. doi :10.1523/JNEUROSCI.4155-08.2008. PMC 6671906 . PMID  19091970. 
  11. ^ ab Башкиров VI, Scherthan H, Solinger JA, Buerstedde JM, Heyer WD (февраль 1997 г.). "Мышиная цитоплазматическая экзорибонуклеаза (mXRN1p) с предпочтением тетраплексных субстратов G4". Журнал клеточной биологии . 136 (4): 761–773. doi :10.1083/jcb.136.4.761. PMC 2132493. PMID  9049243 . 
  12. ^ ab Eystathioy T, Chan EK, Tenenbaum SA, Keene JD, Griffith K, Fritzler MJ (апрель 2002 г.). «Фосфорилированный цитоплазматический аутоантиген GW182 ассоциируется с уникальной популяцией человеческих мРНК в новых цитоплазматических пятнышках». Молекулярная биология клетки . 13 (4): 1338–1351. doi :10.1091/mbc.01-11-0544. PMC 102273. PMID  11950943 . 
  13. ^ abcdefghijk Ingelfinger D, Arndt-Jovin DJ, Lührmann R, Achsel T (декабрь 2002 г.). «Человеческие белки LSm1-7 колокализуются с ферментами Dcp1/2 и Xrnl, разрушающими мРНК, в отдельных цитоплазматических фокусах». RNA . 8 (12): 1489–1501. doi :10.1017/S1355838202021726. PMC 1370355 . PMID  12515382. 
  14. ^ abc van Dijk E, Cougot N, Meyer S, Babajko S, Wahle E, Séraphin B (декабрь 2002 г.). "Human Dcp2: каталитически активный фермент декеппинга мРНК, расположенный в определенных цитоплазматических структурах". The EMBO Journal . 21 (24): 6915–6924. doi :10.1093/emboj/cdf678. PMC 139098. PMID  12486012 . 
  15. ^ Gibbings DJ, Ciaudo C, Erhardt M, Voinnet O (сентябрь 2009 г.). «Мультивезикулярные тельца ассоциируются с компонентами эффекторных комплексов miRNA и модулируют активность miRNA». Nature Cell Biology . 11 (9): 1143–1149. doi :10.1038/ncb1929. PMID  19684575. S2CID  205286867.(Исправление:  doi : 10.1038/ncb1009-1272b, PMID  19684575, Retraction Watch)
  16. ^ Хойл НП, Кастелли ЛМ, Кэмпбелл СГ, Холмс ЛЭ, Эш МП (октябрь 2007 г.). «Стресс-зависимая релокализация трансляционно примированных мРНП в цитоплазматические гранулы, которые кинетически и пространственно отличаются от Р-телец». Журнал клеточной биологии . 179 (1): 65–74. doi :10.1083/jcb.200707010. PMC 2064737. PMID  17908917 . 
  17. ^ Liu J, Valencia-Sanchez MA, Hannon GJ, Parker R (июль 2005 г.). «МикроРНК-зависимая локализация целевых мРНК в P-телах млекопитающих». Nature Cell Biology . 7 (7): 719–723. doi :10.1038/ncb1274. PMC 1855297 . PMID  15937477. 
  18. ^ Liu J, Rivas FV, ​​Wohlschlegel J, Yates JR, Parker R, Hannon GJ (декабрь 2005 г.). «Роль компонента P-тела GW182 в функции микроРНК». Nature Cell Biology . 7 (12): 1261–1266. doi :10.1038/ncb1333. PMC 1804202 . PMID  16284623. 
  19. ^ Сен GL, Блау HM (июнь 2005 г.). «Argonaute 2/RISC находится в местах распада мРНК млекопитающих, известных как цитоплазматические тельца». Nature Cell Biology . 7 (6): 633–636. doi :10.1038/ncb1265. PMID  15908945. S2CID  6085169.
  20. ^ abcd Eystathioy T, Jakymiw A, Chan EK, Séraphin B, Cougot N, Fritzler MJ (октябрь 2003 г.). «Белок GW182 локализуется совместно с белками hDcp1 и hLSm4, ассоциированными с деградацией мРНК, в цитоплазматических телах GW». RNA . 9 (10): 1171–1173. doi :10.1261/rna.5810203. PMC 1370480 . PMID  13130130. 
  21. ^ abcdefghijklmnopqrstu vwxyz aa ab ac ad ae af ag ah ai aj ak al am an ao ap aq ar as Youn JY, Dunham WH, Hong SJ, Knight JD, Bashkurov M, Chen GI и др. (февраль 2018 г.). «Высокоплотное картирование близости выявляет субклеточную организацию мРНК-ассоциированных гранул и телец». Molecular Cell . 69 (3): 517–532.e11. doi : 10.1016/j.molcel.2017.12.020 . PMID  29395067.
  22. ^ abcd Kedersha N, Stoecklin G, Ayodele M, Yacono P, Lykke-Andersen J, Fritzler MJ и др. (июнь 2005 г.). «Стрессовые гранулы и процессирующие тельца — это динамически связанные сайты ремоделирования мРНП». Журнал клеточной биологии . 169 (6): 871–884. doi :10.1083/jcb.200502088. PMC 2171635. PMID  15967811 . 
  23. ^ ab Zhang B, Shi Q, Varia SN, Xing S, Klett BM, Cook LA, Herman PK (июль 2016 г.). «Зависящая от активности регуляция стабильности протеинкиназы путем локализации в P-телах». Genetics . 203 (3): 1191–1202. doi :10.1534/genetics.116.187419. PMC 4937477 . PMID  27182950. 
  24. ^ abcd Cougot N, Babajko S, Séraphin B (апрель 2004 г.). «Цитоплазматические фокусы — это места распада мРНК в клетках человека». Журнал клеточной биологии . 165 (1): 31–40. doi : 10.1083/jcb.200309008. PMC 2172085. PMID  15067023. 
  25. ^ Yang Z, Jakymiw A, Wood MR, Eystathioy T, Rubin RL, Fritzler MJ, Chan EK (ноябрь 2004 г.). «GW182 имеет решающее значение для стабильности тел GW, экспрессируемых во время клеточного цикла и пролиферации клеток». Journal of Cell Science . 117 (Pt 23): 5567–5578. doi : 10.1242/jcs.01477 . PMID  15494374.
  26. ^ Кучеренко ММ, Щербата ХР (январь 2018). "Стресс-зависимая регуляция miR-980 Rbfox1/A2bp1 способствует образованию гранул рибонуклеопротеина и выживанию клеток". Nature Communications . 9 (1): 312. Bibcode :2018NatCo...9..312K. doi :10.1038/s41467-017-02757-w. PMC 5778076 . PMID  29358748. 

Дальнейшее чтение