Regulation of cap-dependent translation initiation in early stage porcine zygotes

0042105 - ÚŽFG 2007 SI eng A - Abstract
Šušor, Andrej - Uhlířová, Kateřina - Kubelka, Michal
Regulation of cap-dependent translation initiation in early stage porcine zygotes.
[Proteosyntéza závislá na čepičce u včasných prasečích embryích.]
European Society for Domestic Animal Reproduction. Lubljana, 2006. s. 1.
[10th ESDAR Conference. 07.09.2006-10.09.2006, Ljublana]
R&D Projects: GA ČR GA524/04/0104
Institutional research plan: CEZ:AV0Z50450515
Keywords : porcine zygotes
Subject RIV: EB - Genetics ; Molecular Biology

Mammals rely on the regulated translation of selected maternal mRNAs to control oocyte maturation and the initial stages of embryogenesis. These transcripts usually remain silent until their translation is temporally and spatially required during early development. Different translational regulatory mechanisms, varying from cytoplasmic polyadenylation to localization of maternal mRNAs, have evolved to assure coordinated initiation of development. RNA-binding proteins, known to stabilize transcribed RNAs and prevent translation, and members of the protein complex that controls delayed translation, are among these stable transcripts. We have focused on the study of expression and phosphorylation of mRNA cap-binding protein - translation initiation factor eIF4E and hyperphosphorylation its regulatory partner, 4E- binding protein 1 (4E-BP1), as well as Mnk1 kinase, which phosphorylates eIF4E, as markers of cap-dependent translational processes in porcine oocytes from metaphase II/ mitosis transition. We have examined expression and phosphorylation of the above mentioned proteins in porcine oocytes after parthenogenetic activation by 10 μM Ionomicine and 6-dimethylaminopurine. Cell samples collected every two hours after activation were subjected to Immunoblotting analysis and to protein kinase assay. Our results show that the expression of eIF4e, 4E-BP1 and Mnk1 do not significantly change during first 12 hours after activation, after 15 hours the expression level of 4E-BP1 decreases, as does the level of eIF4E in two cell stage embryos. On the other hand, phosphorylation of eIF4E gradually decreases from 4 to 15 hrs post activation, which is in good correlation with the similar decrease in activity of its kinase, Mnk1 (as revealed by measuring its phosphorylation). Similarly, phosphorylation of 4E-BP1 also decreases during this period, which suggests its increased binding to eIF4e, leading to down regulation of cap-dependent translation during the first embryonic cell cycle.

Regulace proteosyntézy u savčího oocytu a embrya závisí na překladu maternální mRNA. Tyto transkripty mRNA zůstávají nefunkční dokud nejsou potřeba při vývoji organismu. Různé překladové mechanismy jsou zapojeny do fyziologického vývoje organismu. Naše výzkumná skupina se zabývá expresí a fosforylací proteinu, které se účastní na čepičce závislém překladu mRNA. Jako jsou eukaryotní iniciační faktor 4-E (eIF4-E), 4E-vazební protein (4E-BP1) a Mnk1, která fosforyluje eIF4E. Studijním materiálem jsou včasná prasečí embrya, která byla chemicky aktivována 10uM Ionomicínem a 6-Dimethylaminopurínem. Buňky jsou sbírány v dvoj až troj-hodinových intervalech a jsou následně analyzovány pomocí Imunoblotingu a kinazového testu. Naše výsledky poukazují na neměnící se expresí eIF4E, 4E-BP1 a Mnk1 během prvních dvanácti hodin po aktivaci. Po patnácti hodinách exprese 4E-BP1 klesá, tak jako exprese eIF4E ve dvoj buněčném stádiu. Na druhé straně fosforylace eIF4E postupně klesá během prvních sedmi hodin, což pozitivně koreluje s aktivitou jeho kinázy Mnk1. Podobně postupně klesá fosforylace 4E-BP1, což napovídá o jeho vazbě s eIF4E. Tyto unikátní výsledky poukazují, na pokles na čepičce závisle proteosyntézy během postfertilizačního vývoje.
Permanent Link: http://hdl.handle.net/11104/0135413