КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер проекта 22-14-00279
НазваниеИсследование взаимного влияния инициаторного и терминационного трансляционных комплексов эукариот
Руководитель Алкалаева Елена Зиновьевна, Кандидат биологических наук
Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта Российской академии наук , г Москва
Конкурс №68 - Конкурс 2022 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами»
Область знания, основной код классификатора 04 - Биология и науки о жизни; 04-208 - Молекулярная биология
Ключевые слова терминация трансляции, инициация трансляции, рибосома, eRF1, eRF3, eIF3, eIF4G
Код ГРНТИ62.99.31
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Эукариотический терминационный комплекс помимо основных двух факторов терминации eRF1 и eRF3 может включать в себя гораздо большее количество разных белков. Так, у дрожжей и млекопитающих была показана регуляция терминации трансляции белками PABP, eIF3j, DDX19, Gle1, eIF5A, ABCE1, PDCD4, PAIP1 и PAIP2. Кроме того, очевидно что в ряде процессов протекающих во время трансляции, таких как образование замкнутой closed-loop структуры мРНК и трансляция на коротких uORFs с последующей реинициацией трансляции, инициаторные и терминационные рибосомные комплексы сближаются. Таким образом, факторы входящие в эти комплексы потенциально могут влиять на активность противоположной стадии трансляции. Действительно, нами и другими исследователями получены данные о стимулирующей терминацию трансляции роли некоторых факторов инициации. Однако, кроме недавнего исследования молекулярного механизма работы в терминации трансляции инициаторного фактора eIF3j, проведенного нами, больше описаний механизмов работы других факторов инициации в терминации до сих пор не сделано. Заполнению этого досадного пробела и посвящен данный проект.
В рамках проекта планируется исследовать активность как факторов инициации в терминации трансляции, так и факторов терминации в инициации трансляции. Для этого будет использована реконструированная система трансляции млекопитающих, а также сборка претерминационных комплексов в клеточных лизатах с их последующей очисткой. Далее с помощью имеющихся в лаборатории подходов планируется изучить эффективность всех стадий терминации трансляции в присутствии факторов инициации трансляции. Для исследования влияния факторов терминации трансляции будут проводиться сборки на разных мРНК инициаторных комплексов в присутствии факторов терминации.
Инициация и терминация трансляции несомненно являются критическими стадиями биосинтеза белка. Регуляция начала синтеза и процесса высвобождения готового пептида позволяют клетке реагировать на изменение окружающей среды изменяя белковый состав цитоплазмы. Для построения синтетической картины биосинтеза белка эукариот, в которой эти стадии трансляции взаимно регулируют друг друга, не хватает описания молекулярных механизмов работы факторов терминации и инициации в одном комплексе. Таким образом, ожидаемые результаты актуальны с фундаментальной точки зрения.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Аннотация результатов, полученных в 2024 году
В 2024 году нами проведены эксперименты по определению влияния факторов инициации eIF1, eIF1A, eIF2, eIF5 и eIF5B на скорость терминации трансляции на претерминационных комплексах, собранных в реконструированной системе трансляции млекопитающих и в клеточных лизатах. Показано, что факторы eIF1, eIF1A, eIF2 и eIF5B стимулируют терминацию трансляции на высоких концентрациях, что вероятно обусловлено их связыванием с 40S субчастицей. Методом флуоресцентного ту-принтинг анализа показано, что эти белки не стимулируют образование терминационных комплексов до гидролиза пептидил-тРНК. Обнаружено, что факторы eIF1A, eIF1 и eIF5 не влияют на ГТФазную активность eRF3a на рибосомах. Полученные данные указывают на опосредованное влияние данных белков на терминацию трансляции, в ходе связывания с высвобождающимися после терминации трансляции 40S рибосомными субчастицами. Получены данные об особенностях взаимодействия указанных факторов инициации с преТК. Обнаружено, что eIF1A, eIF2 и eIF5B связываются с преТК в мягких солевых условиях. Методом ко-преципитации обнаружено, что факторы инициации eIF1 и eIF1A способны связываться с eRF3 и его комплексом с eRF1 в растворе. Исследовано возможное влияние факторов терминации eRF1 и eRF3а на образование 48S и 80S инициаторных комплексов в реконструированной системе трансляции. Обнаружено, что ни eRF1, ни eRF3a не влияют на сборку инициаторных комплексов.
Публикации
1. Шуваловa E. Ю., Шувалов А. В., Aль Шейх В., Бизяев Н. С., Алкалаева Е. З. Влияние фактора инициации трансляции eIF3 на эффективность терминации трансляции у эукариот МЕЖДУНАРОДНЫЙ КОНГРЕСС "VIII СЪЕЗД ВАВИЛОВСКОГО ОБЩЕСТВА ГЕНЕТИКОВ И СЕЛЕКЦИОНЕРОВ, ПОСВЯЩЕННЫЙ 300-ЛЕТИЮ РОССИЙСКОЙ НАУКИ И ВЫСШЕЙ ШКОЛЫ" Сборник тезисов. Санкт-Петербург, 2024 (год публикации - 2024)
2.
Алкалаева Е.З., Шувалова Е.Ю., Шувалов А.В., Бизяев Н.С., Аль Шейх В.
Регуляция терминации трансляции эукариот факторами инициаторного комплекса
Биоинформатика регуляции и структуры геномов / системная биология: Четырнадцатая международная мультиконференция: Тез. докл. (год публикации - 2024)
10.18699/bgrs2024-11.2-01ts
3. А. В. Шувалов, Н. С. Бизяев, Е. З. Алкалаева Влияние 5ʹ-контекста стоп-кодона на эффективность терминации трансляции у эукариот Сборник тезисов Международного Конгресса «VIII Съезд Вавиловского общества генетиков и селекционеров, посвященный 300‑летию российской науки и высшей школы», 14–19 июня 2024 года.– Саратов: ООО ИД «Петрополис» (год публикации - 2024)
4.
Шувалова Е.Ю., Шувалов А.В., Аль Шейх В., Иванов А.В., Бизяев Н.С., Егорова Т.В., Дмитриев С.Е., Теренин И.М., Алкалаева Е.З.
Eukaryotic initiation factors eIF4F and eIF4B promote translation termination upon closed-loop formation
Nucleic Acids Research, 53(5):gkaf161 (год публикации - 2025)
doi: 10.1093/nar/gkaf161
5.
Колакада Д., Фу Р., Бизяев Н., Шувалов А., Лор М., Кэмпбелл А.E., Кортасар М.А., Саек М.П., Хессельберт Дж.Р., Мукерджи Н., Алкалаева E., Кобан-Акдемир З.Х., Джаганнатан С.
Systematic analysis of nonsense variants uncovers peptide release rate as a novel modifier of nonsense-mediated mRNA decay
Cell Genomics, 5, 7, 100882
(год публикации - 2025)
10.1016/j.xgen.2025.100882
Возможность практического использования результатов
Не предусмотрено