80 resultados para IRES


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A self-modulating mechanism by the hepatitis C virus (HCV) core protein has been suggested to influence the level of HCV replication, but current data on this subject are contradictory. We examined the effect of wild-type and mutated core protein on HCV IRES- and cap-dependent translation. The wild-type core protein was shown to inhibit both IRES- and cap-dependent translation in an in vitro system. This effect was duplicated in a dose-dependent manner with a synthetic peptide representing amino acids 1-20 of the HCV core protein. This peptide was able to bind to the HCV IRES as shown by a mobility shift assay. In contrast, a peptide derived from the hepatitis B virus (HBV) core protein that contained a similar proportion of basic residues was unable to inhibit translation or bind the HCV IRES. A recombinant vaccinia-HCV core virus was used to examine the effect of the HCV core protein on HCV IRES-dependent translation in cells and this was compared with the effects of an HBV core-recombinant vaccinia virus. In CV-1 and HuH7 cells, the HCV core protein inhibited translation directed by the IRES elements of HCV, encephalomyocarditis virus and classical swine fever virus as well as cap-dependent translation, whereas in HepG2 cells, only HCV IRES-dependent translation was affected. Thus, the ability of the HCV core protein to selectively inhibit HCV IRES-dependent translation is cell-specific. N-terminal truncated (aa 1-20) HCV core protein that was expressed from a novel recombinant vaccinia virus in cells abrogated the inhibitory phenotype of the core protein in vivo, consistent with the above in vitro data.

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Le virus de l’immunodéficience humaine de type 1 (VIH-1) est responsable de la pandémie du SIDA (syndrome de l’immunodéficience acquise). Des souches virales résistantes aux antirétroviraux actuellement utilisés apparaissent rapidement. Il est donc important d’identifier de nouvelles cibles dans le cycle de réplication du VIH-1 pour développer de nouveaux agents contre ce virus. La traduction des protéines de structure et des enzymes du VIH-1 est une étape essentielle du cycle de réplication virale. Ces protéines sont exprimées à partir de l’ARN messager (ARNm) pleine-longueur (ARNmPL) à la fin du cycle de réplication. L’ARNmPL du VIH-1 peut utiliser un mode d’initiation de la traduction coiffe-dépendant, comme la majorité des ARNm cellulaires, mais peut aussi utiliser un mode d’initiation alternatif, car sa région 5’ non-traduite (5’UTR) contient un site interne d’entrée du ribosome (IRES), ce qui lui permet d’initier la traduction suivant un mode IRES-dépendant. L’initiation IRES-dépendante permet à l’ARNmPL d’être traduit quand l’initiation coiffe-dépendante est inhibée. L’activité de l’IRES de la région 5’UTR de l’ARNmPL du VIH-1 (IRES5’UTR) est faible dans des conditions physiologiques, mais est stimulée lorsque la cellule est arrêtée à la transition G2/M du cycle cellulaire, un arrêt qu’induit l’infection par le VIH-1. Une grande portion de l’IRES5’UTR, que nous nommons IRES5’UTRc, est présente dans tous les ARNm viraux et a une activité semblable à celle de l’ IRES5’UTR, ce qui indique que le mode IRES-dépendant peut être utilisé par tous les messagers du VIH-1. Lors de mes études doctorales, j’ai caractérisé le fonctionnement de l’IRES5’UTR du VIH-1. J’ai transfecté des cellules lymphocytaires Jurkat T, dérivées des cibles naturelles du VIH-1, avec un vecteur dual-luciférase contenant les séquences codantes des luciférases de la Renilla (Rluc) et de la luciole (Fluc) séparées par la région 5’UTR de l’ARNmPL du VIH-1. La traduction de la Rluc est coiffe-dépendante alors que celle de la Fluc dépend de l’IRES5’UTR. J’ai d’abord effectué une analyse mutationnelle et j’ai identifié trois régions qui stimulent l’activité de l’IRES5’UTR et une tige-boucle qui réprime l’activité de cet IRES, que j’ai nommée IRENE (IRES negative element). J’ai montré que l’effet répresseur d’IRENE est aboli lorsque les cellules sont soumises à un stress oxydatif, un type de stress induit lors d’une infection par le VIH-1. Nous proposons que IRENE maintiendrait l’IRES5’UTR dans une conformation peu active dans des conditions physiologiques. On sait que les IRES sont activés par divers facteurs cellulaires, appelés ITAF (IRES trans-acting factors). Nous proposons que l’IRES5’UTR adopterait une conformation active suite à la liaison d’un ITAF exprimé ou relocalisé lors d’un stress oxydatif. Ces travaux ont fait l’objet d’une publication (Gendron et al., 2011, Nucleic Acids Research, 39, 902-912). J’ai ensuite étudié l’effet de la protéine virale Tat sur l’activité de l’IRES5’UTR. En plus de son rôle essentiel dans la transactivation de la transcription des ARNm viraux, Tat stimule leur traduction coiffe-dépendante, en empêchant l’inhibition d’un facteur d’initiation canonique, eIF2, induite par la protéine kinase modulée par l’ARN double-brin (PKR) et en déroulant la structure TAR présente à l’extrémité 5’ de tous les ARNm du VIH-1. Elle affecte aussi l’expression de plusieurs gènes cellulaires. J’ai montré que les isoformes Tat86 et Tat72, mais non Tat101, stimulent l’activité de l’IRES5’UTR. Cet effet est indépendant de PKR et de TAR, mais dépendrait de la conformation de Tat. Nous proposons que Tat activerait un facteur de transcription cellulaire qui déclenche l’expression d’un ITAF de l’IRES5’UTR ou encore qu’elle activerait directement un tel ITAF. J’ai de plus montré que PKR stimule l’activité de l’IRES5’UTR, ce qui est surprenant puisque PKR est une protéine antivirale. Cet effet est indépendant de l’inhibition d’eIF2 par PKR et pourrait résulter de l’activation d’un ITAF. Sachant qu’une portion active de l’IRES5’UTR, IRES5’UTRc, est présente dans tous les ARNm viraux, notre hypothèse est que la stimulation de cet IRES par PKR permettait de traduire l’ARNm de Tat au début du cycle de réplication, ce qui permettrait ensuite la traduction coiffe-dépendante des ARNm du VIH-1, qui est stimulée par Tat. Ces travaux font l’objet d’un manuscrit (Gendron et al., soumis à RNA). Mes résultats, couplés aux données de la littérature, me conduisent à la conclusion que, à la fin du cycle de réplication du VIH-1, l’activité de l’IRES5’UTR est stimulée par le stress oxydatif, l’arrêt en G2/M et la présence de quantités élevées de Tat, alors que la traduction coiffe-dépendante est compromise. L’initiation IRES-dépendante serait alors indispensable pour que le VIH-1 traduise l’ARNmPL. L’IRES5’UTR constituerait donc une cible très intéressante pour développer des agents anti-VIH.

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Le facteur de transcription p53 joue un rôle crucial dans la suppression de tumeurs et dans la sénescence cellulaire. Selon la littérature, l’ARN messager de p53 contient deux sites d’entrée interne des ribosomes (IRES), un dans la région 5’ non-traduite et l’autre au début de la région codante. L’utilisation de ces IRES devrait activer la synthèse de p53 en conditions de stress, comme dans la sénescence. Notre but était d’identifier les éléments-clés qui contrôlent l’activité des IRES de p53 et d’étudier leur comportement dans la sénescence. Nous avons construit des vecteurs bicistroniques à deux luciférases contenant le gène de la Renilla (Rluc), traduit via le mécanisme classique coiffe-dépendant, une région intercistronique, contenant une des séquences IRES de p53, et le gène de la luciole (Fluc), dont la traduction dépend de cet IRES. L’activité IRES a été évaluée par le rapport des activités Fluc/Rluc dans des extraits cellulaires de HEK293T et de fibroblastes primaires humains. Nous avons inséré une structure précédant l’IRES évitant qu’une translecture ou une réinitiation de la traduction puisse conduire à la synthèse de Fluc. Nous avons vérifié l’absence de promoteur cryptique dans les IRES et nous avons construit des vecteurs contenant la séquence complémentaire inversée (SERI) des IRES. Nous avons observé que l’efficacité de traduction via les IRES de p53 ou les séquences SERI est semblable. De plus, la traduction de Fluc via les présumés IRES de p53 ne représente qu’environ 1% de la traduction de Fluc via une initiation coiffe-dépendante. L’activité des prétendus IRES ne semble pas augmenter en conditions de sénescence. Enfin, nous avons introduit une région structurée dans la région 5’UTR du messager bicistronique. Cette structure a bloqué la traduction coiffe-dépendante mais aussi la traduction IRES-dépendante. L’ensemble de nos résultats nous conduit à affirmer que l’ARN messager de p53 ne contient pas d’IRES et nous suggérons que la faible activité Fluc observée résulterait d’un épissage cryptique conduisant à l’apparition d’un messager dont la traduction génère une portion de Rluc fusionnée à Fluc. Nos résultats sont en accord avec des données rapportées dans la littérature démontrant que l’existence de la plupart des IRES cellulaires est contestée. Un ensemble de contrôles rigoureux doit être appliqué à l’étude de tout IRES présumé avant d’affirmer son existence. Le système à deux luciférases, considéré comme le modèle de choix pour l’étude des IRES, peut en fait révéler diverses anomalies de l’expression des gènes.

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In dieser Arbeit ist die zentrale Frage, warum dicistronische mRNAs, eine für Eukaryoten untypische Organisation, existieren und wie die Translation des zweiten offenen Leserasters initiiert wird. In sieben von neun anfänglich ausgewählten Genkassetten werden tatsächlich nur dicistronische und keine monocistronischen Transkripte gebildet. Im Laufe der Evolution scheint diese Organisation nicht immer erhalten zu bleiben - es finden sich Hinweise für einen operonartigen Aufbau. Nach Transformation mit einem dicistronischen Reporterkonstrukt und in in vitro Translations-Assays weisen die beiden Genkassetten CG31311 und CG33009 eine interne ribosomale Eintrittstelle (IRES) auf, welche die Translation des zweiten Cistrons einleiten kann. Diese beiden IRESs lassen sich in einen Bereich von unter 100 nt eingrenzen. Die Funktionalität der beiden nachgewiesenen IRESs konnte in vivo in der männlichen Keimbahn von Drosophila bestätigt werden, nachdem das Vorhandensein von kryptischen Promotoren in diesen Bereichen ausgeschlossen wurde. Die anderen fünf Genkassetten hingegen zeigen keine IRES-Aktivität und nutzen wahrscheinlich alternative Methoden wie das leaky scanning oder ribosomal shunting zur Translation des zweiten Cistrons. In weiterführenden Analysen wurden sehr komplexe Expressionsmuster beobachtet, die nicht offensichtlich mit der beschriebenen mRNA Organisation in Einklang zu bringen sind. Bei der Genkassette CG33009 zum Beispiel wird das erste Protein während der gesamten Spermatogenese in den Keimzellen synthetisiert, wohingegen das zweite IRES-abhängig translatierte Protein in den die Keimzellen umschließenden Cystenzellen und zusätzlich in den elongierten Spermatiden auftritt. Diese zusätzliche Expression könnte auf Transportprozessen oder Neusynthese beruhen. Die Cystenzell-spezische Expression eines Fusionskonstruktes führte jedoch nicht zum Nachweis des Fusionsproteins in den Keimzellen. Somit ist eine durch die IRES-vermittelte Neusynthese in den elongierten Spermatiden wahrscheinlicher. Ein Verlust dieses IRES-abhängig translatierten Proteins in den Cystenzellen bringt die Spermatogenese zum Erliegen und belegt somit dessen essentielle Funktion. Bei der Genkassette CG31311 kommt es auch zu einer bemerkenswerten Auffälligkeit in der Expression. Während im Hodengewebe große Mengen an Transkript vorhanden sind, die aber nicht zu nachweisbaren Mengen an Protein führen, lässt sich in den Ommatidien ein differenziertes Expressionsmuster für beide Proteine dokumentieren, obwohl die Transkriptmenge hier unterhalb der Nachweisgrenze liegt. Diese Beobachtung suggeriert eine drastische Kontrolle auf Translationsebene, die für das Hodengewebe zum Beispiel in einer Verzögerung der Translation bis nach der Befruchtung bestehen könnte (paternale mRNA). Erste Ansätze zeigen die Interaktion der IRES von CG33009 mit RNA-bindenden Proteinen, potentiellen ITAFs (IRES trans-acting factors), deren Bindung sequenzspezisch erfolgt. In weiteren Experimenten wäre zu testen, ob die hier identifizierten IRESs mit den gleichen oder mit unterschiedlichen Proteinen interagieren.

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This study addresses the properties of a newly identified internal ribosome entry site (IRES) contained within the mRNA of the homeodomain protein Gtx. Sequential deletions of the 5′ untranslated region (UTR) from either end did not define distinct IRES boundaries; when five nonoverlapping UTR fragments were tested, four had IRES activity. These observations are consistent with other cellular IRES analyses suggesting that some cellular IRESes are composed of segments (IRES modules) that independently and combinatorially contribute to overall IRES activity. We characterize a 9-nt IRES module from the Gtx 5′ UTR that is 100% complementary to the 18S rRNA at nucleotides 1132–1124. In previous work, we demonstrated that this mRNA segment could be crosslinked to its complement within intact 40S subunits. Here we show that increasing the number of copies of this IRES module in the intercistronic region of a dicistronic mRNA strongly enhances IRES activity in various cell lines. Ten linked copies increased IRES activity up to 570-fold in Neuro 2a cells. This level of IRES activity is up to 63-fold greater than that obtained by using the well characterized encephalomyocarditis virus IRES when tested in the same assay system. When the number of nucleotides between two of the 9-nt Gtx IRES modules was increased, the synergy between them decreased. In light of these findings, we discuss possible mechanisms of ribosome recruitment by cellular mRNAs, address the proposed role of higher order RNA structures on cellular IRES activity, and suggest parallels between IRES modules and transcriptional enhancer elements.

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Recent data indicate that sustained elevations in plasma insulin suppress the mRNA for IRS-2, a component of the insulin signaling pathway in liver, and that this deficiency contributes to hepatic insulin resistance and inappropriate gluconeogenesis. Here, we use nuclear run-on assays to show that insulin inhibits transcription of the IRS-2 gene in the livers of intact rats. Insulin also inhibited transcription of a reporter gene driven by the human IRS-2 promoter that was transfected into freshly isolated rat hepatocytes. The human promoter contains a heptanucleotide sequence, TGTTTTG, that is identical to the insulin response element (IRE) identified previously in the promoters of insulin-repressed genes. Single base pair substitutions in this IRE decreased transcription of the IRS-2-driven reporter in the absence of insulin and abolished insulin-mediated repression. We conclude that insulin represses transcription of the IRS-2 gene by blocking the action of a positive factor that binds to the IRE. Sustained repression of IRS-2, as occurs in chronic hyperinsulinemia, contributes to hepatic insulin resistance and accelerates the development of the diabetic state.

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Primary olfactory neurons project their axons to the olfactory bulb, where they terminate in discrete loci called glomeruli. All neurons expressing the same odorant receptor appear to terminate in a few glomeruli in each olfactory bulb. In the P2-IRES-tau-LacZ line of transgenic mice, LacZ is expressed in the perikarya and axons of primary olfactory neurons that express the P2 odorant receptor. In the present study, we examined the developmental appearance of P2 neurons, the topographical targeting of P2 axons, as well as the formation of P2 glomeruli in the olfactory bulb. P2 axons were first detected in the olfactory nerve fiber layer at embryonic day 14.5 (E14.5), and by E15.5 these axons terminated in a broad locus in the presumptive glomerular layer. During the next 5 embryonic days, the elongated cluster of axons developed into discrete glomerulus-like structures. In many cases, glomeruli appeared as pairs, which were initially connected by a fascicle of P2 axons. This connection was lost by postnatal day 7.5, and double glomeruli at the same locus were observed in 85% of adult animals. During the early postnatal period, there was considerable mistargeting of P2 axons. In some cases P2 axons entered inappropriate glomeruli or continued to grow past the glomerular layer into the deeper layers of the olfactory bulb. These aberrant axons were not observed in adult animals. These results indicate that olfactory axons exhibit errors while converging onto a specific glomerulus and suggest that guidance cues may be diffusely distributed at target sites in the olfactory bulb.

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The Myc oncogene regulates the expression of several components of the protein synthetic machinery, including ribosomal proteins, initiation factors of translation, RNA polymerase III and ribosomal DNA(1,2). Whether and how increasing the cellular protein synthesis capacity affects the multistep process leading to cancer remains to be addressed. Here we use ribosomal protein heterozygote mice as a genetic tool to restore increased protein synthesis in E mu-Myc/+ transgenic mice to normal levels, and show that the oncogenic potential of Myc in this context is suppressed. Our findings demonstrate that the ability of Myc to increase protein synthesis directly augments cell size and is sufficient to accelerate cell cycle progression independently of known cell cycle targets transcriptionally regulated by Myc. In addition, when protein synthesis is restored to normal levels, Myc- overexpressing precancerous cells are more efficiently eliminated by programmed cell death. Our findings reveal a new mechanism that links increases in general protein synthesis rates downstream of an oncogenic signal to a specific molecular impairment in the modality of translation initiation used to regulate the expression of selective messenger RNAs. We show that an aberrant increase in cap- dependent translation downstream of Myc hyperactivation specifically impairs the translational switch to internal ribosomal entry site ( IRES)- dependent translation that is required for accurate mitotic progression. Failure of this translational switch results in reduced mitotic- specific expression of the endogenous IRES- dependent form of Cdk11 ( also known as Cdc21 and PITSLRE)(3-5), which leads to cytokinesis defects and is associated with increased centrosome numbers and genome instability in E mu-Myc/+ mice. When accurate translational control is re- established in E mu-Myc/+ mice, genome instability is suppressed. Our findings demonstrate how perturbations in translational control provide a highly specific outcome for gene expression, genome stability and cancer initiation that have important implications for understanding the molecular mechanism of cancer formation at the post- genomic level.

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Cobalamins are stored in high concentrations in the human liver and thus are available to participate in the regulation of hepatotropic virus functions. We show that cyanocobalamin (vitamin B12) inhibited the H(IV internal ribosome entry site (IRES)-dependent translation of a reporter gene in vitro in a dose-dependent manner without significantly affecting the cap-dependent mechanism. Vitamin B12 failed to inhibit translation by IRES elements from encephalomyocarditis virus (EMCV) or classical swine fever virus (CSFV), We also demonstrate a relationship between the total cobalamin concentration in human sera and HCV viral load (a measure of viral replication in the host), The mean viral load was two orders of magnitude greater when the serum cobalamin concentration was above 200 pM (P < 0.003), suggesting that the total cobalamin concentration in an HCV-infected liver is biologically significant in HCV replication.

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The effect of cyanocobalamin (CNCbl, vitamin 1312) on hepatitis C virus internal ribosome entry site (HCV IRES)-dependent initiation of translation was studied by ribosomal toeprinting and sucrose gradient centrifugation analysis. These results suggested that CNCbl did not inhibit HCV IRES-dependent translation by a competitive binding mechanism. CNCbl allowed 80 S elongation complex formation on the mRNA, but stalled the initiation at that point, effectively trapping the 80 S ribosomal complexes on the HCV TRES. CNCbl had no effect on cap-dependent mRNA, consistent with the known mRNA specificity of this translational inhibitor. To help elucidate the mechanism, comparative data were collected for the well-characterised translation inhibitors cycloheximide and 5'-guanylyl-imidophosphate, Although CNCbl stalled HCV IRES-dependent translation at approximately the same step in initiation as cycloheximide, the mechanisms of these two inhibitors are distinct. (C) 2002 Elsevier Science Ltd. All rights reserved.

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Primary olfactory neurons expressing the same odorant receptor protein typically project to topographically fixed olfactory bulb sites. While cell adhesion molecules and odorant receptors have been implicated in guidance of primary olfactory axons. the postsynaptic mitral cells may also have a role in final target selection. We have examined the effect of disorganisation of the mitral cell soma layer in mutant mice heterozygous for the beta-subunit of platelet activating factor acetylhydrolase (Lis1(-/+)) on the targeting of primary olfactory axons. Lis1(-/+) mice display abnormal lamination of neurons in the olfactory bulb. Lis1(-/+) mice were crossed with the P2-IRES-tau:LacZ line of transgenic mice that selectively expresses beta-galactosidase in primary olfactory neurons expressing the P2 odorant receptor. LacZ histochemistry revealed blue-stained P2 axons that targeted topographically fixed glomeruli in these mice in a manner similar to that observed in the parent P2-IRES-tau:LacZ line. Thus, despite the aberrant organisation of postsynaptic mitral cells in Lis1(-/+) mice, primary olfactory axons continued to converge and form glomeruli at correct sites in the olfactory bulb. Next we examined whether challenging primary olfactory axons in adult Lis(-/+) mice with regeneration would affect their ability to converge and form glomeruli. Following partial chemical ablation of the olfactory neuroepithelium with dichlobenil, primary olfactory neurons die and are replaced by newly differentiating neurons that project axons to the olfactory bulb where they converge and form glomeruli. Despite the aberrant mitral cell layer in Lis(-/+) mice. primary olfactory axons continued to converge and form glomeruli during regeneration. Together these results demonstrate that the convergence of primary olfactory axons during development and regeneration is not affected by gross perturbations to the lamination of the mitral cell layer. Thus, these results support evidence from other studies indicating that mitral cells do not play a major role in the convergence and targeting of primary olfactory axons in the olfactory bulb. (C) 2002 Elsevier Science B.V. All rights reserved.

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Este trabalho tem como objetivo a identificação dos insetos visitantes e polinizadores das flores do "dendê" Elaeis guineensis Jacq., e do "caiaué" Elaeis oleifera (H.B.K) Cortés, atráves de coletas em locais e horários diferentes, quando as inflorescências masculinas das plantas encontravam-se em plena antese. Um total de 159 insetos foram observados tendo sido constatado dentre os diversos tipos de visitantes, os meliponídeos: Trigona sp. ("dendê" e "caiaué"), Apis mellifera adansonni e Partamona sp. ("dendê"). Constatou-se ainda a presença de uma quantidade razoável de insetos da família Curculionidae do gênero Elaeidobius, que voavam em torno das inflorescências, sendo evidente a sua participação na polinização das espécies estudadas. Além disso, verificou-se a presença de larvas de um coléoptero da família lycidae, junto as inflorescências das plantas.

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Durante um ano, o pólen transportado por Melipona compressipes manaosensis, Melipona seminigra merrillae, Melipona seminigra seminigra, Frieseomelitta sp. e Scaptotrigona sp. foi coletado diretamente das corbículas das operárias. Feita a identificação dos grãos de pólen constatou-se que a abelha mais generalista foi Scaptotrigona sp., seguida de Frieseomelitta sp., as quais juntas coletaram mais tipos polínicos que as três espécies de meliponas. Duas espécies de plantas: Miconia myrianthera e Myrcia amazonica, tiveram seu pólen coletado pelas cinco espécies de meliponíneos durante o ano todo. Quanto à morfologia do pólen, não houve correlação significativa que comprovasse que as abelhas coletassem o pólen de acordo com a forma, ornamentação e o tamanho dos grãos. As cinco espécies de meliponíneos coletaram pólen de diversas formas e tamanhos. Tudo indica que as abelhas coletam o pólen de acordo com os nutrientes contidos no seu protoplasma. Análises bioquímicas de alguns tipos polínicos encontrados nas corbículas das abelhas apresentaram alto teor de açúcares solúveis totais, açúcares redutores e amido.