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Translational regulation of Laminin B1 and ILEI during cancer progression

Mara Hau

Art der Arbeit

Diplomarbeit

Universität

Universität Wien

Fakultät

Zentrum für Molekulare Biologie

Betreuer*in

Wolfgang Mikulits

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DOI

10.25365/thesis.8686

URN

urn:nbn:at:at-ubw:1-29933.84088.392161-5

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Abstracts

Abstract

(Deutsch)

Die Kontrolle der Translation ist eine wichtige regulatorische Ebene der Genexpression während vieler physiologischer Prozesse. Extrinsische und intrinsische Faktoren, wie zum Beispiel eukaryotische Initiationsfaktoren (eIF), kontrollieren die Aktivität des Translationsapparates und damit die Translation der messenger RNA (mRNA). Einige mRNAs besitzen eine „ Internal Ribosome Entry Site“ (IRES) in ihrer 5´untranslatierten Region (5´-UTR), die eine alternative Initiation der Translation zu cap-abhängigen Mechanismen ermöglicht und eine wichtige Rolle in der Tumorigenese einnimmt. Laminin B1 (LamB1) ist ein Protein der extrazellulären Matrix (ECM), welches die Migration, Proliferation und Differenzierung der Zellen beeinflusst. Kürzlich konnte ein Zusammenhang zwischen der verstärkten Expression des LamB1 Rezeptors und der Tumorinvasion nachgewiesen werden. Weiters wurde festgestellt, dass LamB1 während der epithelialen zu mesenchymalen Transition (EMT) von Hepatozyten translationell aktiviert wird. Nach letzten Untersuchungen ist es sehr wahrscheinlich, dass ein IRES Element innerhalb der 5´-UTR von LamB1 für dessen Translation während der Tumorprogression verantwortlich ist. Die vorliegende Untersuchung zeigt, dass der 5´-UTR von LamB1 die Translation eines bicistronischen Reporterkonstrukts in neoplastischen Hepatozyten steuert. Zudem sind zwei Signalwege, der „Mitogen-Activated-Potein-Kinase“ –Weg und der „Phosphoinositid-3-Kinase“ -Weg wesentlich an der cap-abhängigen und cap-unabhängigen Translation von LamB1 während der Hepatozyten EMT beteiligt. Interessanterweise zeigt der Sequenzbereich 155 bis 335 des LamB1 5´-UTR im bicistronischen Reporterassay funktionell nicht die volle IRES Aktivität. Damit scheint die Sequenz 1 bis 155 für die volle LamB1 IRES Aktivität unentbehrlich zu sein. Neue Ergebnisse deuten darauf hin, dass die 3´-UTRs die cap-abhängige Translation durch eine Interaktion des Poly(A)-bindenden Proteins mit dem eIF4G modulieren können. Daher haben wir die regulatorische Funktion der LamB1 3´-UTR in der Translation mittels monocistronischen Reporterassays untersucht. Wir konnten zeigen, dass dessen Funktion möglicherweise von der, dem Reportergen vorgelagerten Sequenz abhängig ist. Der LamB1 3´-UTR wirkte hemmend auf die LamB1 5´-UTR gesteuerte Translation in Hepatozyten nach EMT. Im Gegensatz dazu konnte der 3´-UTR des „Interleukin Like EMT Inducer“ (ILEI) die Translation in Brustkrebszellen verstärken. Diese Daten geben einen neuen Einblick in die „cis-agierenden“ regulatorischen Elemente des LamB1 IRES und der Auswirkung des 3´-UTR auf die Kontrolle der Translation von LamB1.

Abstract

(Englisch)

Translation control is an important mechanism to regulate polypeptide production during physiological processes. Extrinsic and intrinsic factors control the availability of the translation machinery including eukaryotic initiation factors (eIFs), thus influencing the different steps in messenger RNA (mRNA) translation. Besides cap-dependent initiation mechanisms of translation, several mRNAs harbor an internal ribosome entry site (IRES) within the 5´-untranslated region (UTR) for alternative translation, which is suggested to have severe implications in tumorigenesis. Laminin B1 (LamB1) represents an extracellular matrix (ECM) protein involved in ECM-cell interactions which affects cell migration, proliferation and differentiation. Recent studies correlated enhanced LamB1 receptor expression with cancer cell invasiveness. Furthermore, LamB1 was detected to be translational upregulated during hepatocellular epithelial to mesenchymal transition (EMT). In addition, it has been suggested that the LamB1 5´-UTR contains an IRES element that is responsive to changes during malignant progression of hepatocytes. In this study, we show that the LamB1 5´-UTR is able to direct translation of a bicistronic reporter construct in murine neoplastic hepatocytes. Furthermore, both mitogen-activated protein kinase and phosphatidylinositol-3-kinase signaling might be crucial for cap- and cap-independent LamB1 translation during EMT of hepatocytes. Notably, expression of bicistronic reporter constructs containing deletions of the LamB1 5´-UTR revealed that the region from 155 to 335 cannot retain a full IRES activity. Therefore, we suppose that the nucleotide sequence 1 to 155 of the LamB1 5´-UTR might be indispensable for LamB1 IRES activity. Recent data suggest that 3´-UTRs of mRNAs are able to modulate cap-dependent translation via interaction of the poly(A)-binding protein with eIF4G. Therefore, we investigated the regulatory role of LamB1 3´-UTR on translation in a monocistronic reporter assay. Notably, we found that the effect of the LamB1 3´-UTR might depend on the sequence located upstream of the reporter gene. In particular, an inhibitory role of the LamB1 3´-UTR on the LamB1 5´-UTR-dependent translation was detected in hepatocytes that have undergone EMT. On the contrary, the 3´-UTR of the interleukin like EMT inducer (ILEI) was able to promote translation in mammary carcinoma cells. Altogether, these data show novel insights into the cis-acting regulatory motif of the LamB1 IRES and the impact of the trailer in the translation control of LamB1.

Autor*innen

Mara Hau

Haupttitel (Englisch)

Translational regulation of Laminin B1 and ILEI during cancer progression

Paralleltitel (Deutsch)

Translationale Regulation von Laminin B1 und ILEI während der Tumorprogression

Publikationsjahr

2010

Umfangsangabe

92 S. : Ill., graph. Darst.

Sprache

Englisch

Beurteiler*in

Wolfgang Mikulits

Klassifikationen

30 Naturwissenschaften allgemein > 30.00 Naturwissenschaften allgemein: Allgemeines ,

30 Naturwissenschaften allgemein > 30.30 Naturwissenschaften in Beziehung zu anderen Fachgebieten

AC Nummer

AC08035319

Utheses ID

7835

Studienkennzahl

UA | 490 | | |

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Schlagwörter