Aiming to identify protein co-factors contributing to eIF4E’s oncogenic potential

Abstract

Le facteur eucaryotique d’initiation de la traduction 4E (eIF4E), impliqué dans ~30% des cancers, régule la croissance et la prolifération cellulaire, dans le cytoplasme : eIF4E promeut la traduction d’ARNm ayant des régions 5’UTR structurées ; dans le noyau : eIF4E promeut spécifiquement l’export d’ARNm via une voie d’export médiée par CRM-1, dépendante d’eIF4E, distincte de la voie d’export utilisée par la majorité des ARNm. Dans cette voie, eIF4E interagit avec la coiffe et une région structurellement conservée en 3’UTR, l’élément sensible à 4E (4ESE). De manière intéressante, le mutant d’eIF4E S53A, qui n’agit pas sur la traduction dépendante d’eIF4E mais inhibe l’export dépendant de celui-ci, empêche la transformation oncogénique des cellules, suggérant que le rôle d’eIF4E dans l’export d’ARNm est important pour sa capacité de transformation cellulaire. Hypothèse : Les protéines cofacteurs se liant au site Ser-53 seraient cruciales pour le rôle d’eIF4E dans l’export, lui conférant son potentiel de transformation oncogénique. L’objectif du projet était de mieux comprendre l’assemblage et l’export des eIF4E-mRNPs, en étudiant leur composition, et en utilisant le mutant S53A d’eIF4E afin d’identifier de potentiels candidats nécessitant cette sérine pour l’établissement du potentiel oncogénique d’eIF4E. Pour cette étude, des lignées stables de cellules U2OS exprimant soit 2FLAG-eIF4E, 2FLAG-S53A ou le vecteur contrôle ont été générées. Des immunoprécipitations avec des anticorps anti-FLAG sur les lysats cellulaires totaux ou nucléaires ont été menées. Ce projet a permis d’établir une première voie de compréhension quant à la nature de l’implication des motifs 4ESE sur l’export des ARNm qui les contiennent.

The eukaryotic Initiation Factor 4E (eIF4E) regulates cell growth and proliferation via two independent functions. In the cytoplasm, eIF4E promotes translation of mRNAs with complex 5’UTRs. In the nucleus, eIF4E specifically promotes the export of mRNAs of oncogenes such as c-myc, via an eIF4E-dependent, CRM-1 mediated export pathway, distinct from the bulk mRNA export pathway. In this pathway, eIF4E interacts with both the m7G-cap and with a structurally conserved, 50 nucleotides long, 3’UTR 4E-Sensitive Element (4E-SE). Elevated eIF4E levels are found in ~ 30% of cancers, including Acute Myeloid Leukemia (AML). Interestingly, the eIF4E-S53A mutant, active in translation, does not function in export and is unable to transform cells, suggesting that eIF4E’s role in mRNA export is necessary to transform cells. These findings led us to the following Hypothesis: Protein co-factors binding at the Ser-53 site are crucial for eIF4E’s role in export and for the oncogenic transformation potential of eIF4E. The objectives were to achieve a better understanding of how eIF4E-mRNPs assembly and export works, examining the protein composition of nuclear eIF4E-mRNPs, and using eIF4ES53A mutant to retain protein factors that require Ser53 as candidates for being strong drivers of eIF4E oncogenic potential. Studies into eIF4E and S53A eIF4E cell lines were undertaken. U2OS cell lines expressing wild type eIF4E and the S53A mutant were generated. IP studies with FLAG antibodies on the whole-cell and nuclear lysates of U2OS cell lines were carried. This project laid the groundwork for future insights into how biochemical activities of 4ESEbearing mRNAs influence their export.