P-kroppar
I cellulär biologi är P-kroppar , eller bearbetningskroppar , distinkta foci som bildas av fasseparation i cytoplasman av en eukaryot cell som består av många enzymer involverade i mRNA-omsättning . P-kroppar är mycket konserverade strukturer och har observerats i somatiska celler som härrör från ryggradsdjur och ryggradslösa djur , växter och jäst . Hittills har P-kroppar visat sig spela grundläggande roller i generellt mRNA-sönderfall , nonsens-medierat mRNA-sönderfall , adenylat-uridylat-rikt element- medierat mRNA-sönderfall och mikroRNA (miRNA)-inducerad mRNA-tystnad . Inte alla mRNA som kommer in i P-kroppar bryts ned, eftersom det har visats att vissa mRNA kan lämna P-kroppar och återinitiera translation . Rening och sekvensering av mRNA från renade processkroppar visade att dessa mRNA till stor del är translationellt undertryckta uppströms om translationsinitiering och är skyddade från 5'-mRNA-sönderfall.
P-kroppar är involverade i avkapsling och nedbrytning av oönskade mRNA, lagring av mRNA tills det behövs för translation, och hjälper till med translationell repression av miRNA (relaterat till siRNA ).
I neuroner flyttas P-kroppar av motorproteiner som svar på stimulering. Detta är sannolikt kopplat till lokal översättning i dendriter .
Historia
P-kroppar beskrevs först i den vetenskapliga litteraturen av Bashkirov et al. 1997, där de beskriver "små granuler... diskreta, framträdande foci" som den cytoplasmatiska platsen för musexoribonukleasen mXrn1p. Det var inte förrän 2002 som en inblick i arten och betydelsen av dessa cytoplasmatiska foci publicerades. År 2002 visade forskare att flera proteiner involverade i mRNA-nedbrytning lokaliseras till härdarna. Deras betydelse erkändes när forskare fick experimentella bevis som pekade på P-kroppar som platser för mRNA-nedbrytning i cellen. Forskarna kallade dessa strukturer bearbetningskroppar eller "P-kroppar". Under denna tid användes många beskrivande namn också för att identifiera bearbetningskropparna, inklusive "GW-kroppar" och "decapping-kroppar"; men "P-kroppar" var termen som valdes och är nu allmänt använd och accepterad i den vetenskapliga litteraturen. Nyligen har bevis presenterats som tyder på att GW-kroppar och P-kroppar faktiskt kan vara olika cellulära komponenter. Bevisen är att GW182 och Ago2, båda associerade med miRNA-gen tystnad, finns uteslutande i multivesikulära kroppar eller GW-kroppar och inte är lokaliserade till P-kroppar. Notera också att P-kroppar inte är likvärdiga med stressgranulat och de innehåller till stor del icke-överlappande proteiner. De två strukturerna stöder överlappande cellulära funktioner men förekommer vanligtvis under olika stimuli. Hoyle et al. föreslår ett nytt ställe som kallas EGP-kroppar, eller stressgranuler, kan vara ansvarigt för mRNA-lagring eftersom dessa ställen saknar det decapping-enzymet.
Associationer med mikroRNA
mikroRNA-medierad repression sker på två sätt, antingen genom translationell repression eller stimulering av mRNA-sönderfall. miRNA rekryterar RISC -komplexet till det mRNA som de är bundna till. Kopplingen till P-kroppar kommer av det faktum att många, om inte de flesta, av de proteiner som är nödvändiga för miRNA-gen tystnad är lokaliserade till P-kroppar, som granskats av Kulkarni et al . (2010). Dessa proteiner inkluderar, men är inte begränsade till, ställningsproteinet GW182, Argonaute (Ago), decapping- enzymer och RNA-helikaser . De nuvarande bevisen pekar mot P-kroppar som ställningscentra för miRNA-funktion, särskilt på grund av bevisen att en nedbrytning av GW182 stör P-kroppsbildningen. Men det finns fortfarande många obesvarade frågor om P-kroppar och deras förhållande till miRNA-aktivitet. Specifikt är det okänt om det finns en kontextberoende (stresstillstånd kontra normal) specificitet för P-kroppens verkningsmekanism. Baserat på bevisen att P-kroppar ibland är platsen för mRNA-sönderfall och ibland kan mRNA lämna P-kropparna och återinitiera translation, kvarstår frågan om vad som styr denna switch. En annan tvetydig punkt att ta itu med är huruvida proteinerna som lokaliseras till P-kroppar fungerar aktivt i miRNA-genens tystnadsprocessen eller om de bara är i standby.
Proteinsammansättning
2017 publicerades en ny metod för att rena bearbetningskroppar. Hubstenberger et al. använde fluorescensaktiverad partikelsortering (en metod baserad på idéerna om fluorescensaktiverad cellsortering ) för att rena processkroppar från mänskliga epitelceller. Från dessa renade processkroppar kunde de använda masspektrometri och RNA-sekvensering för att bestämma vilka proteiner och RNA som finns i respektive bearbetningskroppar. Denna studie identifierade 125 proteiner som är signifikant associerade med bearbetande kroppar. Särskilt detta arbete gav de mest övertygande bevisen fram till detta datum för att P-kroppar kanske inte är ställen för nedbrytning i cellen och istället används för lagring av translationellt undertryckt mRNA. Denna observation stöddes ytterligare av enskild molekylavbildning av mRNA av Chao-gruppen 2017.
År 2018, Youn et al. använde en närhetsmärkningsmetod som kallas BioID för att identifiera och förutsäga bearbetningskroppens proteom. De konstruerade celler för att uttrycka flera bearbetande kroppslokaliserade proteiner som fusionsproteiner med BirA*-enzymet. När cellerna inkuberas med biotin kommer BirA* att biotinylera proteiner som finns i närheten, och på så sätt märka proteinerna i bearbetningskroppar med en biotintagg. Streptavidin användes sedan för att isolera de taggade proteinerna och masspektrometri att identifiera dem. Genom att använda detta tillvägagångssätt, Youn et al. identifierade 42 proteiner som lokaliseras till bearbetningskroppar.
| Gen-ID | Protein | Referenser | Finns även i stressgranulat ? |
|---|---|---|---|
| MOV10 | MOV10 | Ja | |
| EDC3 | EDC3 | Ja | |
| EDC4 | EDC4 | Ja | |
| ZCCHC11 | TUT4 | Nej | |
| DHX9 | DHX9 | Nej | |
| RPS27A | RS27A | Nej | |
| UPF1 | HYRA1 | Ja | |
| ZCCHC3 | ZCHC3 | Nej | |
| SMARCA5 | SMCA5 | Nej | |
| TOP2A | TOP2A | Nej | |
| HSPA2 | HSP72 | Nej | |
| SPTAN1 | SPTN1 | Nej | |
| SMC1A | SMC1A | Nej | |
| ACTBL2 | ACTBL | Ja | |
| SPTBN1 | SPTB2 | Nej | |
| DHX15 | DHX15 | Nej | |
| ARG1 | ARGI1 | Nej | |
| TOP2B | TOP2B | Nej | |
| APOBEC3F | ABC3F | Nej | |
| NOP58 | NOP58 | Ja | |
| RPF2 | RPF2 | Nej | |
| S100A9 | S10A9 | Ja | |
| DDX41 | DDX41 | Nej | |
| KIF23 | KIF23 | Ja | |
| AZGP1 | ZA2G | Nej | |
| DDX50 | DDX50 | Ja | |
| SERPINB3 | SPB3 | Nej | |
| SBSN | SBSN | Nej | |
| BAZ1B | BAZ1B | Nej | |
| MYO1C | MYO1C | Nej | |
| EIF4A3 | IF4A3 | Nej | |
| SERPINB12 | SPB12 | Nej | |
| EFTUD2 | U5S1 | Nej | |
| RBM15B | RB15B | Nej | |
| AGO2 | AGO2 | Ja | |
| MYH10 | MYH10 | Nej | |
| DDX10 | DDX10 | Nej | |
| FABP5 | FABP5 | Nej | |
| SLC25A5 | ADT2 | Nej | |
| DMKN | DMKN | Nej | |
| DCP2 | DCP2 | Nej | |
| S100A8 | S10A8 | Nej | |
| NCBP1 | NCBP1 | Nej | |
| YTHDC2 | YTDC2 | Nej | |
| NOL6 | NOL6 | Nej | |
| XAB2 | SYF1 | Nej | |
| PUF60 | PUF60 | Nej | |
| RBM19 | RBM19 | Nej | |
| WDR33 | WDR33 | Nej | |
| PNRC1 | PNRC1 | Nej | |
| SLC25A6 | ADT3 | Nej | |
| MCM7 | MCM7 | Ja | |
| GSDMA | GSDMA | Nej | |
| HSPB1 | HSPB1 | Ja | |
| LYZ | LYSC | Nej | |
| DHX30 | DHX30 | Ja | |
| BRIX1 | BRX1 | Nej | |
| MEX3A | MEX3A | Ja | |
| MSI1 | MSI1H | Ja | |
| RBM25 | RBM25 | Nej | |
| UTP11L | UTP11 | Nej | |
| UTP15 | UTP15 | Nej | |
| SMG7 | SMG7 | Ja | |
| AGO1 | AGO1 | Ja | |
| LGALS7 | LEG7 | Nej | |
| MYO1D | MYO1D | Nej | |
| XRCC5 | XRCC5 | Nej | |
| DDX6 | DDX6/p54/RCK | Ja | |
| ZC3HAV1 | ZCCHV | Ja | |
| DDX27 | DDX27 | Nej | |
| NUMA1 | NUMA1 | Nej | |
| DSG1 | DSG1 | Nej | |
| NOP56 | NOP56 | Nej | |
| LSM14B | LS14B | Ja | |
| EIF4E2 | EIF4E2 | Ja | |
| EIF4ENIF1 | 4ET | Ja | |
| LSM14A | LS14A | Ja | |
| IGF2BP2 | IF2B2 | Ja | |
| DDX21 | DDX21 | Ja | |
| DSC1 | DSC1 | Nej | |
| NKRF | NKRF | Nej | |
| DCP1B | DCP1B | Nej | |
| SMC3 | SMC3 | Nej | |
| RPS3 | RS3 | Ja | |
| PUM1 | PUM1 | Ja | |
| PIP | PIP | Nej | |
| RPL26 | RL26 | Nej | |
| GTPBP4 | NOG1 | Nej | |
| PES1 | PESC | Nej | |
| DCP1A | DCP1A | Nej | |
| ELAVL2 | ELAV2 | Ja | |
| IGLC2 | LAC2 | Nej | |
| IGF2BP1 | IF2B1 | Ja | |
| RPS16 | RS16 | Nej | |
| HNRNPU | HNRPU | Nej | |
| IGF2BP3 | IF2B3 | Ja | |
| SF3B1 | SF3B1 | Nej | |
| STAU2 | STAU2 | Ja | |
| ZFR | ZFR | Nej | |
| HNRNPM | HNRPM | Nej | |
| ELAVL1 | ELAV1 | Ja | |
| FAM120A | F120A | Ja | |
| STRBP | STRBP | Nej | |
| RBM15 | RBM15 | Nej | |
| LMNB2 | LMNB2 | Nej | |
| NIFK | MK67I | Nej | |
| TF | TRFE | Nej | |
| HNRNPR | HNRPR | Nej | |
| LMNB1 | LMNB1 | Nej | |
| ILF2 | ILF2 | Nej | |
| H2AFY | H2AY | Nej | |
| RBM28 | RBM28 | Nej | |
| MATR3 | MATR3 | Nej | |
| SYNKRIP | HNRPQ | Ja | |
| HNRNPCL1 | HNRCL | Nej | |
| APOA1 | APOA1 | Nej | |
| XRCC6 | XRCC6 | Nej | |
| RPS4X | RS4X | Nej | |
| DDX18 | DDX18 | Nej | |
| ILF3 | ILF3 | Ja | |
| SAFB2 | SAFB2 | Ja | |
| RBMX | RBMX | Nej | |
| ATAD3A | ATD3A | Ja | |
| HNRNPC | HNRPC | Nej | |
| RBMXL1 | RMXL1 | Nej | |
| IMMT | IMMT | Nej | |
| ALBA | ALBU | Nej | |
| CSNK1D | CK1 𝛿 | Nej | |
| XRN1 | XRN1 | Ja | |
| TNRC6A | GW182 | Ja | |
| TNRC6B | TNRC6B | Ja | |
| TNRC6C | TNRC6C | Ja | |
| LSM4 | LSM4 | Nej | |
| LSM1 | LSM1 | Nej | |
| LSM2 | LSM2 | Nej | |
| LSM3 | LSM3 | Ja | |
| LSM5 | LSM5 | Nej | |
| LSM6 | LSM6 | Nej | |
| LSM7 | LSM7 | Nej | |
| CNOT1 | CCR4/CNOT1 | Ja | |
| CNOT10 | CNOT10 | Ja | |
| CNOT11 | CNOT11 | Ja | |
| CNOT2 | CNOT2 | Ja | |
| CNOT3 | CNOT3 | Ja | |
| CNOT4 | CNOT4 | Ja | |
| CNOT6 | CNOT6 | Ja | |
| CNOT6L | CNOT6L | Ja | |
| CNOT7 | CNOT7 | Ja | |
| CNOT8 | CNOT8 | Ja | |
| CNOT9 | CNOT9 | Nej | |
| RBFOX1 | RBFOX1 | Ja | |
| ANKHD1 | ANKHD1 | Ja | |
| ANKRD17 | ANKRD17 | Ja | |
| BTG3 | BTG3 | Ja | |
| CEP192 | CEP192 | Nej | |
| CPEB4 | CPEB4 | Ja | |
| CPVL | CPVL | Ja | |
| DIS3L | DIS3L | Nej | |
| DVL3 | DVL3 | Nej | |
| FAM193A | FAM193A | Nej | |
| GIGYF2 | GIGYF2 | Ja | |
| HELZ | HELZ | Ja | |
| KIAA0232 | KIAA0232 | Ja | |
| KIAA0355 | KIAA0355 | Nej | |
| MARF1 | MARF1 | Ja | |
| N4BP2 | N4BP2 | Nej | |
| PATL1 | PATL1 | Ja | |
| RNF219 | RNF219 | Ja | |
| ST7 | ST7 | Ja | |
| TMEM131 | TMEM131 | Ja | |
| TNKS1BP1 | TNKS1BP1 | Ja | |
| TTC17 | TTC17 | Ja |
Vidare läsning
- Kulkarni M, Ozgur S, Stoecklin G (februari 2010). "På spår med P-kroppar". Transaktioner i det biokemiska samhället . 38 (Pt 1): 242–251. doi : 10.1042/BST0380242 . PMID 20074068 .
- Eulalio A, Behm-Ansmant I, Izaurralde E (januari 2007). "P-kroppar: vid korsningen av post-transkriptionella vägar". Naturrecensioner. Molekylär cellbiologi . 8 (1): 9–22. doi : 10.1038/nrm2080 . PMID 17183357 . S2CID 41419388 .
- Marx J (november 2005). "Molekylärbiologi. P-kroppar markerar platsen för att kontrollera proteinproduktionen". Vetenskap . 310 (5749): 764–765. doi : 10.1126/science.310.5749.764 . PMID 16272094 . S2CID 11106208 .
- Anderson P, Kedersha N (juni 2009). "RNA-granuler: post-transkriptionella och epigenetiska modulatorer av genuttryck". Naturrecensioner. Molekylär cellbiologi . 10 (6): 430–436. doi : 10.1038/nrm2694 . PMID 19461665 . S2CID 26578027 .