«Биология. Экология» 2014 9

Регуляция экспрессии металлотионеина CUP1 на уровне трансляции у дрожжей Saccharomyces cerevisiae

Авторы: А. А. Рубель, В. В. Игнатова, Д. Е. Полев, А. Ф. Сайфитдинова
Аннотация:

Настоящая работа направлена на выявление факторов, влияющих на экспрессию генов под контролем промотора CUP1 на уровне трансляции в клетках дрожжей Saccharomyces cerevisiae. Для этого был применён ряд репортерных систем, позволяющих проводить количественную оценку влияния различных факторов на эффективность трансляции мРНК, несущей 5’-НТО CUP1, т. е. оценивать продукцию белка в нативной изоформе в пересчёте на одну клетку. Полученные результаты значимы для понимания феномена посттранскрипционной регуляции экспрессии генов у эукариот, а также могут найти применение в биотехнологии для повышения эффективности продукции рекомбинантных эукариотических белков.
Ключевые слова: металлотионеин, CUP1, промотор, усиление трансляции
УДК: 57.056, 57.036, 57.021
Литература: 1. Генетико-биохимическое изучение кислых фосфатаз дрожжей Saccharomyces cerevisiae / М. Г. Самсонова [и др.] // Генетика. – 1975. – Т. 11, № 9. – С. 104–115.
2. Дрожжевой шаперон Hsp104 регулирует экспрессию генов на посттранскрипционном уровне / А. А. Рубель [и др.] // Мол. биол. – 2008. – Т. 42, № 1. – С. 123–130.
3. Маниатис Т. Молекулярное клонирование : пер. с англ. / Т. Маниатис, Э. Фрич, Д. Сэмбрук. – М. : Мир, 1984. – 479 с.
4. Сборник методик по генетике дрожжей-сахаромицетов / И. А. Захаров [и др.]. – Л. : Наука, 1984. – 143 с.
5. Спирин А. С. Молекулярная биология. Структура рибосомы и биосинтез белка / А. С. Спирин. – М. : Высш. шк., 1986. – 304 с.
6. Характеристика кислых фосфатаз разных штаммов / М. В. Падкина [и др.]. Генетико-биохимическое изучение кислых фосфатаз дрожжей. I // Генетика. – 1974. – T. 10. – C. 100–111.
7. Antagonistic interactions between yeast chaperones Hsp104 and Hsp70 in prion curing / G. P. Newnam [et al.] // Mol Cell Biol. – 1999. – Vol. 19, N 2. – P. 1325–1333.
8. Buckholz R. Yeast systems for the expression of heterologous gene products / R. Buckholz // Current Opin Biotechnol. – 1993. – Vol. 4, N 5. – P. 538–542.
9. Cytosolic Aconitase and Ferritin Are Regulated by Iron in Caenorhabditis elegans / B. L. Gourley [et al.] // J. Biol. Chem. – 2003. – Vol. 278. – P. 3227–3234.
10. Dna J molecular chaperone, stimulates cap-independent translation in yeast / S. Raychaudhuri [et al.] // Biochemical and Biophysical Research Communications. – 2006. – Vol. 350. – P. 788–795.
11. General RNA binding proteins render translation cap dependent / Y. Svitkin [et al.] // EMBO J. – 1996. – Vol. 15. – P. 7147–7155.
12. In vivo evaluation of the context sequence of the translation initiation codon in plants / M. Lukaszewicz [et al.] // Plant Sci. – 2000. – Vol. 154, N 1. – P. 89–98.
13. Kozak M. An analysis of 59-noncoding sequences from 699 vertebrate messenger RNAs / M. Kozak // Nucleic Acids Res. – 1987. – Vol. 15. – P. 8125–8148.
14. Kozak M. Influences of mRNA secondary structure on initiation by eukaryotic ribosomes / M. Kozak // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. – 1986. – Vol. 83. – P. 2850–2854.
15. Laemmli U. K. Cleavage of structural proteins during the assembly of the head of bacteriophage T4 / U. K. Laemmli // Nature. – 1970. – Vol. 227. – P. 680–685.
16. Nie L. Correlation between mRNA and protein abundance in Desulfovibrio vulgaris: A multiple regression to identify of variations / L. Nie, G. Wu, W. Zhang // Biochem Biophys Res Commun. – 2006. – Vol. 339. – P. 603–610.
17. Pfaffl M. W. A new mathematical model for relative quantification in real-time RT-PCR/ M. W. Pfaffl // Nucleic Acids Res. – 2001. – Vol. 29, N 9. – P. 45.
18. Posttranscriptional expression regulation: what determines translation rates? / R. Brockmann [et al.] // PLoS Computational Biology. – 2007. – Vol. 3, N 3. – P.531–539.
19. Rose M.D. Methods in yeast genetics / M. D. Rose, F. Winstone, P. Hieter // CSHL Press. – 1990. – 198 p.
20. Sachs A. B. Starting at the beginning, middle, and end: translation initiation in eukaryotes / A. B. Sachs, P. Sarnow, M. W. Hentze // Cell. – 1997. – Vol. 89. – P. 831–838.
21. Sambrook J. Molecular cloning. A laboratory manual / J. Sambrook, E. F. Fritsch, T. Maniatis. – N. Y. : Cold Spring Harbor Lab. Press, 1989. – 1626 p.
22. Sonenberg N. mRNA 59 cap-binding protein eIF4E and control of cell growth. Translational control / N. Sonenberg. – N. Y. : Cold Spring Harbor Lab. Press, 1996. – P. 245–269.
23. The 5'-leader sequence of tobacco mosaic virus RNA enhances the expression of foreign gene transcripts in vitro and in vivo / D. R. Gallie [et al.] // Nucleic Acids Research. – 1987. – Vol. 15. – P. 3257–3273.
24. Vaccines based on whole recombinant Saccharomyces cerevisiae cells / A. Ardiani [et al.] // FEMS Yeast Res. – 2010. – Vol. 10, N 8. – P. 1060–1069.
25. Yeast systems biotechnology for the production of heterologous proteins / A. Graf [et al.] // FEMS Yeast Res. – 2009. – Vol. 9, N 3. – P. 335–348.
26. Zhou W. Transcript leader regions of two Saccharomyces cerevisiae mRNAs contain internal ribosome entry sites that function in living cells / W. Zhou, G. M. Edel-man, V. P. Mauro // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. – 2001. – Vol. 98. – P. 1531–1536.