The role of elF3 a Rps3 in stop codon readthrough

Abstract

Translation represents a highly regulated, interconnected process of protein synthesis in the cell. It could be divided into 4 phases: initiation, elongation, termination, and ribosomal recycling. Our laboratory is involved in in-depth studies of a complex eukaryotic initiation factor 3 protein (eIF3). We are interested not only in revealing its molecular roles in the translational cycle in general but also in specific mechanisms that allow translational regulation according to specific cellular needs. In the budding yeast, the eIF3 is composed of five essential subunits (a/Tif32, b/Prt1, c/Nip1, g/Tif35 and i/Tif34). In mammals, the protein is even more complex, comprising of 12 subunits (a-i, k-m). eIF3 is a key player not only in translation initiation but also in ribosomal recycling and, surprisingly, in translation termination and stop codon readthrough as well. The latter process harbors important clinical potential, as approximately 1/3 of genetically inherited diseases is caused by the presence of a premature termination codon in the protein-coding region. Therefore, understanding the molecular mechanism underlying this phenomenon provides important tools for the targeted and less toxic drug development approaches needed for patient therapy. In this Ph.D. Thesis, I uncovered the role of...

Translace představuje složitě regulovaný a vysoce provázaný proces výroby proteinů v buňce. Má několik základních fází-iniciaci, elongaci, terminaci a recyklaci ribosomů. Naše laboratoř se zabývá studiem multifaktoriálního komplexu eukaryotického iniciačního faktoru 3 (eIF3). Zajímá nás nejen odhalování jeho molekulárních rolí v průběhu translačního cyklu, ale také jeho úloha při specifických mechanismech, které se podílí na regulování translace v závislosti na buněčných potřebách. eIF3 se skládá v kvasinkách z pěti esenciálních podjednotek (a/Tif32, b/Prt1, c/Nip1, g/Tif35 a i/Tif34). V savcích je jeho složení komplexnější s 12 podjednotkami (a-i, k-m). eIF3 je klíčový hráč nejen v iniciaci translace, ale také ve fázi recyklace ribosomů a překvapivě i v translační terminaci a pročítání stop kodonu. Posledně zmiňovaný proces má velký klinický potenciál, jelikož téměř 1/3 geneticky podmíněných onemocnění je způsobena přítomností předčasného terminačního kodonu v protein kódující oblasti. Porozumění molekulárním detailům pročítání stop kodonu a translačně terminační mašinérie je důležité pro další vývoj selektivních a méně toxických léčiv vhodných k terapii. V této disertační práci jsem popsala jak protein malé ribosomální podjednotky Rps3 řídí efektivitu rozpoznávání stop kodonu. Identifikovala jsem...