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文章背景簡介   

BACKGROUND INTRODUCTION

生物體經(jīng)常受到各種不利條件的影響，包括缺乏營養(yǎng)、化學失衡和接觸有毒物質(zhì)，這種不利的“遭遇”稱之為“應激”。細胞會通過多種反應來適應這些應激，從而確保更好的生存，這些反應過程會有基因表達的高度協(xié)調(diào)變化。翻譯的變化在應激反應中起著特別重要的作用，因為它們能夠快速改變蛋白質(zhì)組，并且減少應激期間蛋白質(zhì)合成的大量能量需求。大多數(shù)mRNA的翻譯，尤其是那些與生長相關的mRNA，在應激條件下會大大減少。另一方面，“應激響應”基因會明顯上調(diào)，通過對應激細胞的核糖體進行分析，結果顯示：上游開放閱讀框（uORF）和非AUG起始率都出現(xiàn)顯著增加。這些數(shù)據(jù)表明，翻譯應激反應是復雜且具有特異性的，但這種特異性的來源機理尚不完全清楚。

在各種不同類型的應激情況中，有一個共同特征是應激顆粒（SG）的形成，SG是一種由RNA和蛋白質(zhì)組成的非膜細胞器，通常包括具有促進液-液相分離的低復雜性固有無序區(qū)域（IDR）的蛋白質(zhì)。盡管SG與應激條件和翻譯抑制密切相關，但SG的功能尚不清楚。

Ded1是釀酒酵母中的一種翻譯因子，它在翻譯起始中發(fā)揮著多種不同作用。Ded1（同源物DDX3X）是DEAD盒RNA解旋酶蛋白家族的成員，該家族利用ATP改變RNA-RNA和RNA-蛋白相互作用，對許多基因表達過程至關重要。Ded1及其直系同源物也與應激條件下的翻譯抑制有關，尤其與SG相關。Ded1和DDX3X是SG的主要蛋白組分，可影響SG組裝。單獨過表達DED1可在細胞中誘導SG樣病灶。

前期發(fā)現(xiàn)Ded1在TOR通路下游的翻譯反應中發(fā)揮著重要作用，TOR通路是細胞生長和應激的核心整合因子。具體而言，當TOR通路下調(diào)時，需要Ded1進行有效的翻譯抑制和生長抑制。值得注意的事，Ded1的低復雜結構域C端是這些反應所必需的，這促進了其結合伴侶eIF4G1的降解。因此，在這些條件下，Ded1可能會重塑翻譯復合物，導致eIF4G1的解離和降解，從而減少應激期間的批量翻譯。然而，目前尚不清楚Ded1在SG動力學中的作用是如何影響該模型的，特別是在不同的細胞應激中。

為了探究這些問題，美國亞利桑那大學Peyman P. Aryanpur等人在兩種不同條件下分析了依賴Ded1的翻譯調(diào)節(jié)機制，并于2022年在 «Molecular and Cellular Biology» 雜志（IF=5.3，Q2）發(fā)表了題為“The RNA Helicase Ded1 Regulates Translation and Granule Formation during Multiple Phases of Cellular Stress Responses”的文章。

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所用到的主要方法

METHODS   

1、酵母菌株構建

2、生長測定

3、熒光顯微鏡

4、菌株在H2O2條件下的生長及活力的測定

5、Western blot

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文章主要內(nèi)容摘要

ABSTRACT 

Ded1是一種保守的RNA解旋酶，可在穩(wěn)態(tài)條件下促進翻譯起始。Ded1還被證明在細胞應激期間調(diào)節(jié)翻譯，并影響應激顆粒（SG）的動力學、改變與翻譯抑制相關的RNA和蛋白質(zhì)的積累。為了更好地了解其在應激反應中的作用，本文在DED1過表達以及氧化應激等兩種不同的模型中檢查了Ded1的功能。結果顯示：DED1過表達會抑制細胞生長并促進SG的形成。低復雜性C末端區(qū)域會介導Ded1的寡聚化及其與翻譯因子eIF4G1的相互作用，而缺失這一區(qū)域的Ded1突變體則會抑制了這些表型，這一現(xiàn)象與其他應激中是一致的。在氧化應激期間，與野生型細胞相比，ded1-ΔCT突變體在生長和SG形成方面存在缺陷，盡管在這些條件下SG會增加而不是減少。與直接TOR抑制誘導的應激不同，兩種模型的表型僅部分依賴于eIF4G1相互作用，這表明Ded1寡聚化會有額外的貢獻作用。此外，對氧化應激期間生長缺陷和翻譯變化的檢查表明，Ded1在應激恢復過程中發(fā)揮作用。綜合這些不同的結果，本文認為：Ded1在初始應激反應和恢復過程中控制著翻譯和RNP動力學的多個方面。

簡言之，本文的主要研究內(nèi)容有：

1.DED1生長抑制取決于蛋白質(zhì)水平和C末端區(qū)域，但不依賴于解旋酶結構域。

2.Ded1誘導的SG形成依賴于C末端區(qū)域，但不依賴于解旋酶結構域。

3.Ded1與eIF4G1的相互作用對DED1過表達表型有中等影響。

4.Ded1在氧化應激期間促進細胞存活和生長。

5.Ded1在氧化應激期間SG動力學中的作用。

6.Ded1與eIF4G1的相互作用影響其在氧化應激中的作用。

7.Ded1在適應氧化應激期間促進翻譯的恢復。

       原文標題 : 在細胞應激反應中，RNA解旋酶Ded1會調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)翻譯和應激顆粒形成過程