Ядерные РНК-связывающие белки

Table 2. Ядерные RNA-связывающие белки существенные для сперматогенеза или экспрессирующиеся специфически в зарордышевых клетках.

RNA-binding protein	O^*	Tissue	Pattern of expression in spermatogenesis	Intracellular location in germ cells	Function	Target RNA	RNA-binding domains	Requirement in spermatogenesis
TRA2	D	Ubiquitous; testis-specific isoform pattern	Spermatocytes	Nuclear and co-localizes with chromatin	Splicing	tra2, exu, att	RRM	Yes	[7] [8] [9••] [11•]
TRA2β	H	Widespread; strongly expressed in germ cells of testes	All stages	Nuclear; partly co-localizes with SR proteins in two large foci in spermatocytes	Splicing	GAA repeats	RRM	-	[13] (a)
	M
RBM	H	Male germline	Until round spermatid	Nuclear; partly co-localizes with SR proteins in two large foci in spermatocytes, diffuse in spermatids	Possibly splicing	-	RRM	Yes	[14] [16] (a)
HnRNP A1	M	Ubiquitous	Spermatogonia; absent from spermatocytes and spermatids	Nuclear	Binds nascent pre-mRNA; transport, shuttles, annealing; alternative splicing	-	2 RRM domains	-	[17]
HnRNP G-T	H	Testis	-	Nuclear	Very similar to ubiquitous hnRNP G	-	RRM	-	(a)
T-STAR/ETOILE	H	Predominantly in testis; also neural	Pachytene to round spermatids	Nuclear	Possibly signal-regulated RNA binding	-	KH	-	(b)
	M
RBD97D	D	Expressed weakly in many tissues throughout development	Protein in primary spermatocytes only	Nuclear; binds to fertility locus on Y chromosome	Similar to spliceosome -associated protein SAP49	-	2 RRM domains	Essential only for spermato-genesis	[19] [68]
TENR	M	Testis	RNA: pachytene-round spermatids. Protein: round-early elongating spermatids	Nuclear lattice distribution	HnRNA processing or export	Found in prm-1 3' UTR screen	Double-stranded RNA-binding motif	-	[22]

^* Organism in which identified: D, Drosophila; H, human; M, mouse; CE, Caenorhabditis elegans. (a,b) JP Venables et al., unpublished data.

Цитоплазматические РНК-связывающие белки

Протаминовая мРНК обильна в сперматоцитах и транслируется в течение нескольких дней или недели после транскрипции (у мыши); две области 3' UTR protamine-1 контролируют экспрессию у трансгенных мышей. Выявлено несколько связывающих белков (Table 3). Ни один из белков не связывает специфические РНК мишени (PRBP [20], SPNR [21] и TENR [22]). Важно, что все они содержат последовательности, участвующие в связывании двунитчатой РНК. Только PRBP репрессирует трансляцию [23•]. Более вероятным кандидатом на роль специфического репрессиора является 48/50 kDa белок(и), который распознает 5'-ближайшие два элемента 3' UTR [24]. Он скорее всего является Y-box белком или содержит Y-box белок [25].

Table 3. Цитоплазматические РНК-связывающие белки, существенные для сперматогенеза или экспрессируются специфически в зародышевых клетках самцов.

RNA-binding protein	O^*	Tissue	Pattern of expression in spermatogenesis	Intracellular location in germ cells	Function	Target RNA	RNA binding domains	Requirement in spermato-genesis	References
PRBP	M	mRNA predominantly in testes, protein germ-cell-specific	Protein: late meiosis to round spermatids	Cytoplasm	Translation repression. Inhibits translation in vitro	Found in prm-1 3' UTR screen; may act generally	Two double-stranded RNA-binding motifs	-	[20]
SPNR	M	Testes, ovary and brain, Germ-cell-specific in testes	Spermatids	Cytoplasm; associated with microtubules	Binds microtubules in vitro Activation of localized mRNA?	Found in screen; prm-1 3' UTR binding non-specific	Two double-stranded RNA-binding motifs	-	[21] [23•]
48/50 kDa	M	-	Round spermatid, not elongating	Cytoplasm	Candidate translational repressor	5' ends of prm-1 and prm-2 3' UTRs	-	-	[24] [69]
Y box proteins	M	MSY1 in various tissues, enhanced in testis; MSY2 restricted to germ cells	MSY2 peaks in round spermatids in mice. MSY 1 turned on in spermatocytes	Cytoplasm	May act as transcription factor, then sequester mRNA (MSY1 binds stored mRNA)	Y box elements	Cold-shock domain	-	[26] [27] [70]
	X
TB-RBP (translin)	M	Mostly testis and brain	Pachytene spermatocytes and round spermatids	Nucleus and cytoplasm in pachytene; cytoplasm in spermatids	Binds chromosomal breakpoints; binds specific mRNA to microtubules; represses translation in vitro. Distribution of mRNA in syncytium?	3' UTRs of translationally regulated testicular mRNA	-	-	[3••] [30] [71]
SOD-RBP	M	Testis	-	-	Inhibits translation in vitro of specific mRNA	5' UTR of testis-specific isoform of SOD-1 mRNA	-	-	[31]
Bruno	D	Nurse cells and oocytes; larger isoform in testis	-	Posterior cytoplasm in oocyte; unknown in males.	Translational repressor	oskar + others	Three RRM domains	Essential for embyogenesis and gametogenesis	[34] [35] [72]
PABP1	M	Most abundant in testes	mRNA and protein peak in round spermatids; only protein remains in elongating spermatids	-	Ubiquitous roles in mRNA stability and enhancement of translation	Poly(A)	Four RRM domains	-	[37]
PABP2	M	Testis	Meiosis to peak in round spermatids	-	Expressed retroposon	Poly(A)	Four RRM domains	-	[38] [73]
DAZ	H	Testis	Spermatogonia/early	Cytoplasm	-	-	RRM	Severe impairment of spermatogenesis spermatocyte if absent	[39] [74]
DAZH	M	Mostly male and also female germ cells	mRNA pre-meiosis only; protein found in late spermatids and mature sperm tails	Cytoplasm	-	-	RRM	Essential	[42] [43] [75] [76] [77] [78]
X
Boule	D	Male germ cells	Spermatocytes and spermatids	Shifts from nucleus to cytoplasm at onset of meiosis	-	-	RRM	Mutation blocks meiosis	[44] [45•]
PL10	M	Male germ cells	mRNA from pachytene to spermatids	-	RNA unwinding in translation?	-	DexD box with RGG repeats		[79]
30 kDa	M	Testis; brain slightly	-	-	-	3' UTR of p68	-	-	[48]
p68 BP
TSR	D	Germ-cell specific	Spermatocytes and spermatids, peaking in early round spermatids	Cytoplasm	Negative regulation of translation or mRNA stability	Several proteins affected	Two RRM domains	Dramatically reduced fertility in mutants	[80]

^* See Table 2.

Table 4. Некоторые РНК-связывающие белки, участвующие в развитии мужских зародышевых клеток.

RNA-binding protein	O^*	Tissue	Intracellular location in germ cells	Activity	Target RNA	Class of RNA-binding domain	Role	References
PGL1	CE	Partitioned to germ cells in embryogenesis	Perinuclear germ granules	-	-	RGG repeats	Essential for gametogenesis	[50]
GLD-1	CE	Germline	-	Translational repression shown in vitro	tra2 TGEs	KH	Essential for germ cell differentiation	[52••] [81]
FBF	CE	Germline	Cytoplasmic	Translational repression	fem-3 3' UTR	Pumilio repeats	Antagonizes spermatogenesis, permits oogenesis	[53] [82]
TIAR	M	-	-	-	U-rich sequences	Three RRM domains	Essential for primordial germ cell survival at genital ridge	[51] [83]

^* See Table 2.

РНК-связывающие белки участвуют в формировании, миграции и пролиферации зародышевых клеток. Например, Drosophilaoskar мРНК, ее транспорт в зародышевую или полярную плазму и последующая трансляция необходимы для формирования зародышевых клеток и для абдоминального развития. У Caenorhabditis elegans также, оба потенциальных РНК unwinding энзима (GLH-1 и GLH-2) и белок с RGG-type РНК-связывающим мотивом (PGL-1; Table 4) необходимы для развития зародышевой линии [49] [50]. Единственым белком со сходной ролью у млекопитающих является TIAR, который необходим для выживания примордиальных зародышевых клеток в половом гребне [51].

Один аспект, не имеющий эквивалента у млекопитающих, спермии/ооциты сдвиг у C. elegans, по иронии изучен достаточно подробно. Tra-2 трансляция репресируется через повторы в 28 nt в 3' UTR; эти повторы распознаются белоком зародышевой линии, GLD-1 [52••]. GLD-1 связывается непосредственно с повторами и репрессирует трансляцию и в экстрактах дрожжей. GLD-1 является первым членом STAR (signal transduction and activation of RNA: [18]) семейства белков. Другой репрессор трансляции в зародышевой линии, FBF, действует на специфические последовательности в 3' UTR of fem-3 [53]. В этом случае РНК-связывающий домен представлен серией из 8 повторов, сходных с повторами в гене Drosophila Pumilio, также являющегося репрессором трансляции.

Hecht NB:
Molecular mechanisms of male germ cell differentiation.
Bioessays1998,20:555–561.

deKretser DM, Loveland KL, Meinhardt A, Simorangkir D, Wreford N:
Spermatogenesis.
Hum Reprod1998,13:1–8.

•• Morales CR, Wu XQ, Hecht NB:
The DNA/RNA-binding protein, TB-RBP, moves from the nucleus to the cytoplasm and through intercellular bridges in male germ cells.
Dev Biol1998,201:113–123.

Eddy EM, O'Brien DA:
Gene expression during mammalian meiosis.
Curr Top Dev Biol1998,37:141–200.

Siomi H, Dreyfuss G:
RNA-binding proteins as regulators of gene expression.
Curr Opin Genet Dev1997,7:345–353.

Lynch KW, Maniatis T:
Assembly of specific SR protein complexes on distinct regulatory elements of the Drosophila doublesex splicing enhancer.
Genes Dev1996,10:2089–2101.

Madigan SJ, Edeen P, Esnayra J, McKeown M:
att, a target for regulation by tra2 in the testes of Drosophila melanogaster, encodes alternative RNAs and alternative proteins.
Mol Cell Biol1996,16:4222–4230.

Hazelrigg T, Tu C:
Sex-specific processing of the Drosophila exuperantia transcript is regulated in male germ-cells by the tra-2 gene.
Proc Natl Acad Sci USA1994,91:10752–10756.

•• McGuffin ME, Chandler D, Somaiya D, Dauwalder B, Mattox W:
Autoregulation of transformer-2 alternative splicing is necessary for normal male fertility in Drosophilia.
Genetics1998,149:1477–1486.

Du C, McGuffin ME, Dauwalder B, Rabinow L, Mattox W:
Protein phosphorylation plays an essential role in the regulation of alternative splicing and sex determination in Drosophila.
Mol Cell1998,2:741–750.

• Dauwalder B, Mattox W:
Analysis of the functional specificity of RS domains in vivo.
EMBO J1998,17:6049–6060.

Dauwalder B, Amayamanzanares F, Mattox W:
A human homolog of the Drosophila sex determination factor transformer-2 has conserved splicing regulatory functions.
Proc Natl Acad Sci USA1996,93:9004–9009.

Tacke R, Tohyama M, Ogawa S, Manley JL:
Human Tra2 proteins are sequence-specific activators of pre-mRNA splicing.
Cell1998,93:139–148.

Elliott DJ, Millar MR, Oghene K, Ross A, Kiesewetter F, Pryor J, McIntyre M, Hargreave TB, Saunders P, Vogt PH et al.:
Expression of RBM in the nuclei of human germ cells is dependent on a critical region of the Y chromosome long arm.
Proc Natl Acad Sci USA1997,94:3848–3853.

Burgoyne PS:
The role of Y-encoded genes in mammalian spermatogenesis.
Semin Cell Dev Biol1998,9:423–432.

Elliott DJ, Oghene K, Makarov G, Makarova O, Hargreave TB, Chandley AC, Eperon IC, Cooke HJ:
Dynamic changes in the subnuclear organisation of pre-mRNA splicing proteins and RBM during human germ cell development.
J Cell Sci1998,111:1255–1265.

Kamma H, Portman DS, Dreyfuss G:
Cell type-specific expression of hnRNP proteins.
Exp Cell Res1995,221:187–196.

Vernet C, Artzt K:
STAR, a gene family involved in signal transduction and activation of RNA.
Trends Genet1997,13:479–484.

Heatwole VM, Haynes SR:
Association of RB97D, an RRM protein required for male fertility, with a Y chromosome lampbrush loop in Drosophila spermatocytes.
Chromosoma1996,105:285–292.

Lee K, Fajardo MA, Braun RE:
A testis cytoplasmic RNA-Binding protein that has the properties of a translational repressor.
Mol Cell Biol1996,16:3023–3034.

Schumacher JM, Lee K, Edelhoff S, Braun RE:
Spnr, a murine RNA-binding protein that is localized to cytoplasmic microtubules.
J Cell Biol1995,129:1023–1032.

Schumacher JM, Lee K, Edelhoff S, Braun RE:
Distribution of Tenr, an RNA-binding protein, in a lattice-like network within the spermatid nucleus in the mouse.
Biol Reprod1995,52:1274–1283.

• Schumacher JM, Artzt K, Braun RE:
Spermatid perinuclear ribonucleic acid-binding protein binds microtubules in vitro and associates with abnormal manchettes in vivo in mice.
Biol Reprod1998,59:69–76.

Fajardo MA, Haugen HS, Clegg CH, Braun RE:
Separate elements in the 3' untranslated region of the mouse protamine 1 mRNA regulate translational repression and activation during murine spermatogenesis.
Dev Biol1997,191:42–52.

Braun RE:
Post-transcriptional control of gene expression during spermatogenesis.
Semin Cell Dev Biol1998,9:483–489.

Tafuri SR, Familari M, Wolffe AP:
A mouse Y box protein, MSY1, is associated with paternal mRNA in spermatocytes.
J Biol Chem1993,268:12213–12220.

Gu W, Tekur S, Reinbold R, Eppig JJ, Choi YC, Zheng JZ, Murray MT, Hecht NB:
Mammalian male and female germ cells express a germ cell-specific Y- box protein, MSY2.
Biol Reprod1998,59:1266–1274.

Sommerville J, Ladomery M:
Transcription and masking of mRNA in germ cells: involvement of Y-box proteins.
Chromosoma1996,104:469–478.

Han JR, Gu W, Hecht NB:
Testis–brain RNA-binding protein, a testicular translational regulatory RNA-binding protein, is present in the brain and binds to the 3'-untranslated regions of transported brain mRNAs.
Biol Reprod1995,53:707–717.

Gu W, Wu XQ, Meng XH, Morales C, el-Alfy M, Hecht NB:
The RNA-and DNA-binding protein TB-RBP is spatially and developmentally regulated during spermatogenesis.
Mol Reprod Dev1998,49:219–228.

Gu W, Hecht NR:
Translation of a testis-specific Cu/Zn superoxide dismutase (SOD-1) mRNA is regulated by a 65-kilodalton protein which binds to its 5' untranslated region.
Mol Cell Biol1996,16:4535–4543.

Kempe E, Muhs B, Schafer M:
Gene regulation in Drosophila spermatogenesis: analysis of protein binding at the translational control element TCE.
Dev Genet1993,14:449–459.

Bashirullah A, Cooperstock RL, Lipshitz HD:
RNA localization in development.
Annu Rev Biochem1998,67:335–394.

Kim-Ha J, Kerr K, Macdonald PM:
Translational regulation of oskar mRNA by bruno, an ovarian RNA-binding protein, is essential.
Cell1995,81:403–412.

Webster PJ, Liang L, Berg CA, Lasko P, Macdonald PM:
Translational repressor bruno plays multiple roles in development and is widely conserved.
Genes Dev1997,11:2510–2521.

Coller JM, Gray NK, Wickens MP:
mRNA stabilization by poly(A) binding protein is independent of poly(A) and requires translation.
Genes Dev1998,12:3226–3235.

Gu W, Kwon Y, Oko R, Hermo L, Hecht NB:
Poly(A) binding-protein is bound to both stored and polysomal mRNAs in the mammalian testis.
Mol Reprod Dev1995,40:273–285.

Kleene KC, Mulligan E, Steiger D, Donohue K, Mastrangelo MA:
The mouse gene encoding the testis-specific isoform of poly(A) binding protein (Pabp2) is an expressed retroposon: intimations that gene expression in spermatogenic cells facilitates the creation of new genes.
J Mol Evol1998,47:275–281.

Reijo R, Lee TY, Salo P, Alagappan R, Brown LG, Rosenberg M, Rozen S, Jaffe T, Straus D, Hovatta O et al.:
Diverse spermatogenic defects in humans caused by Y-chromosome deletions encompassing a novel RNA-binding protein gene.
Nat Genet1995,10:383–393.

Vogt PH, Edelmann A, Kirsch S, Henegarlu O, Hirschmann P, Kiesewetter F, Kohn FM, Schill WB, Farah S, Ramos C et al.:
Human Y chromosome azoospermia factors (AZF) mapped to different subregions in Yq11.
Hum Mol Genet1996,5:933–943.

Reijo R, Alagappan RK, Patrizio P, Page DC:
Severe oligozoospermia resulting from deletions of azoospermia factor gene on Y chromosome.
Lancet1996,347:1290–1293.

Ruggiu M, Speed R, Taggart M, McKay SJ, Kilanowski F, Saunders P, Dorin J, Cooke HJ:
The mouse Dazla gene encodes a cytoplasmic protein essential for gametogenesis.
Nature1997,389:73–77.

Houston DW, Zhang J, Maines JZ, Wasserman SA, King ML:
A Xenopus DAZ-like gene encodes an RNA component of germ plasm and is a functional homologue of Drosophila boule.

Development1998,125:171–180.

Eberhart CG, Maines JZ, Wasserman SA:
Meiotic cell cycle requirement for a fly homologue of human Deleted in Azoospermia.
Nature1996,381:783–785.

• Cheng MH, Maines JZ, Wasserman SA:
Biphasic subcellular localization of the DAZL-related protein boule in Drosophila spermatogenesis.
Dev Biol1998,204:567–576.

Chuang RY, Weaver PL, Liu Z, Chang TH:
Requirement of the DEAD-Box protein ded1p for messenger RNA translation.
Science1997,275:1468–1471.

Stevenson RJ, Hamilton SJ, MacCallum DE, Hall PA, Fuller-Pace FV:
Expression of the 'dead box' RNA helicase p68 is developmentally and growth regulated and correlates with organ differentiation/maturation in the fetus.
J Pathol1998,184:351–359.

Sandhu H, Lemaire L, Heinlein UA:
Male germ cell extracts contain proteins binding to the conserved 3'- end of mouse p68 RNA helicase mRNA.
Biochem Biophys Res Commun1995,214:632–638.

Gruidl ME, Smith PA, Kuznicki KA, McCrone JS, Kirchner J, Roussell DL, Strome S, Bennett KL:
Multiple potential germ-line helicases are components of the germ- line-specific P granules of Caenorhabditis elegans.
Proc Natl Acad Sci USA1996,93:13837–13842.

Kawasaki I, Shim YH, Kirchner J, Kaminker J, Wood WB, Strome S:
PGL-1, a predicted RNA-binding component of germ granules, is essential for fertility in C. elegans.
Cell1998,94:635–645.

Beck ARP, Miller IJ, Anderson P, Streuli M:
RNA-binding protein TIAR is essential for primordial germ cell development.
Proc Natl Acad Sci USA1998,95:2331–2336.

•• Jan E, Motzny CK, Graves LE, Goodwin EB:
The STAR protein, GLD 1, is a translational regulator of sexual identity in Caenorhabditis elegans.
EMBO J1999,18:258–269.

Zhang B, Gallegos M, Puoti A, Durkin E, Fields S, Kimble J, Wickens MP:
A conserved RNA-binding protein that regulates sexual fates in the C. elegans hermaphrodite germ line.
Nature1997,390:477–484.

Tiedge H, Bloom FE, Richter D:
RNA, whither goest thou?
Science1999,283:186–187.

Ito T, Xu Q, Takeuchi H, Kubo T, Natori S:
Spermatocyte-specific expression of the gene for mouse testis-specific transcription elongation factor S-II.
FEBS Lett1996,385:21–24.

Mertineit C, Yoder JA, Taketo T, Laird DW, Trasler JM, Bestor TH:
Sex-specific exons control DNA methyltransferase in mammalian germ cells.
Development1998,125:889–897.

Okumura K, Kaneko Y, Nonoguchi K, Nishiyama H, Yokoi H, Higuchi T, Itoh K, Yoshida O, Miki T, Fujita J:
Expression of a novel isoform of Vav, Vav-T, containing a single Src homology 3 domain in murine testicular germ cells.
Oncogene1997,14:713–720.

Kanai Y, KanaiAzuma M, Noce T, Saido TC, Shiroishi T, Hayashi Y, Yazaki K:
Identification of two Sox17 messenger RNA isoforms, with and without the high mobility group box region, and their differential expression in mouse spermatogenesis.
J Cell Biol1996,133:667–681.

Mackey ZB, Ramos W, Levin DS, Walter CA, McCarrey JR, Tomkinson AE:
An alternative splicing event which occurs in mouse pachytene spermatocytes generates a form of DNA ligase III with distinct biochemical properties that may function in meiotic recombination.
Mol Cell Biol1997,17:989–998.

Foulkes NS, Mellstrom B, Benusiglio E, Sassone-Corsi P:
Developmental switch of CREM function during spermatogenesis from antagonist to activator.
Nature1992,355:80–84.

Daniel PB, Habener JF:
Cyclical alternative exon splicing of transcription factor cyclic adenosine monophosphate response element-binding protein (CREB) messenger ribonucleic acid during rat spermatogenesis.
Endocrinology1998,139:3721–3729.

Delaney SJ, Koopman P, Lovelock PK, Wainwright BJ:
Alternative splicing of the first nucleotide-binding fold of cftr in mouse testes is associated with specific stages of spermatogenesis.
Genomics1994,20:517–518.

Mori C, Nakamura N, Welch JE, Gotoh H, Goulding EH, Fujioka M, Eddy EM:
Mouse spermatogenic cell-specific type 1 hexokinase (mHk1-s) transcripts are expressed by alternative splicing from the mHk1 gene and the HK1-S protein is localized mainly in the sperm tail.
Mol Reprod Dev1998,49:374–385.

Sairam MR, Jiang LG, Yarney TA, Khan H:
Follitropin signal transduction: alternative splicing of the FSH receptor gene produces a dominant negative form of receptor which inhibits hormone action.
Biochem Biophys Res Commun1996,226:717–722.

Vanden Heuvel GB, Quaggin SE, Igarashi P:
A unique variant of a homeobox gene related to Drosophila cut is expressed in mouse testis.
Biol Reprod1996,55:731–739.

Hara T, Suzuki Y, Nakazawa T, Nishimura H, Nagasawa S, Nishiguchi M, Matsumoto M, Hatanaka M, Kitamura M, Seya T:
Post-translational modification and intracellular localization of a splice product of CD46 cloned from human testis: role of the intracellular domains in O-glycosylation.
Immunology1998,93:546–555.

Ikebe C, Ohashi K, Mizuno K:
Identification of testis-specific (Limk2t) and brain-specific (Limk2c) isoforms of mouse LIM-kinase 2 gene transcripts.
Biochem Biophys Res Comm1998,246:307–312.

Karschmizrachi I, Haynes SR:
The rb97d gene encodes a potential RNA-binding protein required for spermatogenesis in Drosophila.
Nucleic Acids Res1993,21:2229–2235.

Fajardo MA, Butner KA, Lee K, Braun RE:
Germ cell-specific proteins interact with the 3' untranslated regions of Prm-1 and Prm-2 mRNA.
Dev Biol1994,166:643–653.

Katsu Y, Yamashita M, Nagahama Y:
Isolation and characterization of goldfish Y box protein, a germ- cell-specific RNA-binding protein.
Eur J Biochem1997,249:854–861.

Wu XQ, Xu L, Hecht NB:
Dimerization of the testis brain RNA-binding protein (translin) is mediated through its C-terminus and is required for DNA- and RNA-binding.
Nucleic Acids Res1998,26:1675–1680.

Gunkel N, Yano T, Markussen FH, Olsen LC, Ephrussi A:
Localization-dependent translation requires a functional interaction between the 5' and 3' ends of oskar mRNA.
Genes Dev1998,12:1652–1664.

Kleene KC, Wang MY, Cutler M, Hall C, Shih D:
Developmental expression of poly(A) binding-protein mRNAs during spermatogenesis in the mouse.
Mol Reprod Dev1994,39:355–364.

Lee JH, Lee DR, Yoon SJ, Chai YG, Roh SI, Yoon HS:
Expression of DAZ (deleted in azoospermia), DAZL1 (DAZ-like) and protamine-2 in testis and its application for diagnosis of spermatogenesis in non-obstructive azoospermia.
Mol Hum Reprod1998,4:827–834.

Seligman J, Page DC:
The Dazh gene is expressed in male and female embryonic gonads before germ cell sex differentiation.
Biochem Biophys Res Commun1998,245:878–882.

Reijo R, Seligman J, Dinulos MB, Jaffe T, Brown LG, Disteche CM, Page DC:
Mouse autosomal homolog of DAZ, a candidate male sterility gene in humans, is expressed in male germ cells before and after puberty.
Genomics1996,35:346–352.

Niederberger C, Agulnik AI, Cho Y, Lamb D, Bishop CE:
In situhybridization shows that Dazla expression in mouse testis is restricted to premeiotic stages IV–VI of spermatogenesis.
Mamm Genome1997,8:277–278.

Habermann B, Mi HF, Edelmann A, Bohring C, Backert IT, Kiesewetter F, Aumuller G, Vogt PH:
DAZ (deleted in azoospermia) genes encode proteins located in human late spermatids and in sperm tails.
Hum Reprod1998,13:363–369.

Leroy P, Alzari P, Sassoon D, Wolgemuth D, Fellous M:
The protein encoded by a murine male germ cell-specific transcript is a putative ATP-dependent RNA helicase.
Cell1989,57:549–559.

Haynes SR, Cooper MT, Pype S, Stolow DT:
Involvement of a tissue-specific RNA recognition motif protein in Drosophila spermatogenesis.
Mol Cell Biol1997,17:2708–2715.

Jan E, Yoon JW, Walterhouse D, Iannaccone P, Goodwin EB:
Conservation of the C. elegans tra-2 3' UTR translational control.
EMBO J1997,16:6301–6313.

Gallegos M, Ahringer J, Crittenden S, Kimble J:
Repression by the 3' UTR of fem-3, a sex-determining gene, relies on a ubiquitous mog-dependent control in Caenorhabditis elegans.
EMBO J1998,17:6337–6347.

Dember LM, Kim ND, Liu KQ, Anderson P:
Individual RNA recognition motifs of TIA-1 and TIAR have different RNA binding specificities.
J Biol Chem1996,271:2783–2788.

Venables JP, Vernet C, Chew SL, Elliott DJ, Cowmeadow RB, Wu J, Cooke HJ, Artzt K, Eperon IC:
T-STAR/ETOILE: a novel relative of SAM68 that interacts with an RNA-binding protein implicated in spermatogenetics.
Hum Mol Genet1999,8:959–969.

MESSENGER-RNA-BINDING PROTEINS AND THE MESSAGES THEY CARRY
Gideon Dreyfuss, V. Narry Kim & Naoyuki Kataoka
Nature Reviews Molecular Cell Biology 3, 195 -205 (2002)

(Рис.1.) | HnRNP proteins and mRNP proteins along the pathway of mRNA biogenesis.

(Рис.2.) | Model for the functional coupling of pre-mRNA splicing and nonsense-mediated decay.

(Рис.3.) | Model for the role of the exon–exon junction on nonsense-mediated mRNA decay.

С места транскрипции в ядре чтобы достичь цитоплазмы мРНК ассоциирует с РНК-связывающими белками. Эти белки влияют на процессинг пре-мРНК, а также на транспорт, локализацию, трансляцию и стабильность мРНК. Одна группа таких белков маркирует соединения между экзонами и выполняет роль экспортеров мРНК. Эти белки сообщают важную информацию трансляционной кухне (machinery) о надзоре за нонсенс мутациями и о локализации и трансляции мРНК.

Эти специфические РНК-связывающие белки обознаяаемые как heterogeneous nuclear ribonucleoproteins (hnRNP proteins) или mRNA-protein комплексов белки (mRNP белки).

Больинство hnRNP белков ассоциирует с пре-мРНК ко-транскрипционно, тогда как др. ассоциируют позднее как слествие реакций процессинга, которые дают мРНК. Большинство hnRNP белков удаляется с эксцизией интронов во время сплайсинга, а сплайсесомы удаляют белки из exon-exon соединений, оставляя exon-exon junction complex (EJC) пробудившимися. Однако, многие из hnRNP белков остаются на мРНК и после сплайсинга и вместе с др. EJC белками, сопровождают мРНК в цитоплазму.

Специфические костелляции белков на данном мРНК носителе отражаются на ее младенческих восприятиях и сильно влияют на ее судьбу. Это ведет к тому, что mRNP намного богаче информацией, чем только последовательности мРНК. Т.к. несколько белков остаются связанными с exon-exon соединениями после экспорта в цитоплазму, то они обладают молекулярной памятью, которая документирует общую структуру пре-мРНК и сообщают важную информацию о трансляционной machinery по надзору за нонсенс мутациями и локализации и трансляции мРНК.

ORIGINAL RESEARCH PAPERS Edwards, T. A. et al. Structure of Pumilio reveals similarity between RNA and peptide binding motifs. Cell 105, 281-289 (2001) | Article | PubMed |

Wang, X. et al. Crystal structure of a Pumilio homology domain. Mol. Cell 7, 855-865 (2001) | Article | PubMed |

У эмбрионов Drosophila, hunchback ( hb) мРНК тонко регулируется путем рекрутирования комплекса, который репрессирует ее трансляцию в задней части эмбриона. Pumilio ( Pum) связывается с hb мРНК посредством определенного элемента в в ее 3' untranslated region, а затем привлекает два других репрессирующих фактора, Nanos ( Nos ) и Brain Tumour ( Brat). Область Pum, которая необходима для этого, сужается до области, которая содержит Puf повторы, называемой FBF. Эта критическая область высоко законсервирована у Pum1 человека, что подчеркивает ее значение. Кристаллическая структура критической области Pum установлена и кроме того выявлена законсервированная 'rainbow-like' структура, выявлено их сходство с helical-repeat белками, а общая поверхность используется для обеспечения взаимодействий как с белками, так и РНК.

Обе кристаллические структуры обнаруживают, что Puf повторы располагаются так, чтобы сформировать расширенную искривленную молекулу. Каждый повтор находится по отношению к следующему под 20°, образуя rainbow-like дуговую структуру. Эта структура сходна с повторами, найденными в семействе helical-repeat белков, включая α-catenin и karyopherin-. Более того, позитивный заряд концентрируется вдоль внутренней вогнутой поверхности - эквиваленту поверхности, на которой большинство helical-repeat белков обнаруживает наибольшую консервацию последовательностей и взаимодействует со своим партнером по связи. Эта концентрация заряда вместе с данными по мутациям в этой области ведет к предположению, что вогнутая поверхность м. представлять собой сайт для связывания РНК. Edwards и др. подтвердили, что вогнутая поверхность дей2ствительно контактирует с РНК. Wang и др. показали, что эта вогнутая поверхность законсервирована и, по-видимому, выполняет ту же функцию связывания РНК.

Затем Edwards и др. установили, что поверхность Pum, которая взаимодействует с Nos, включает 8 повторов и С-терминальную хвостовую область. Анализируя сайт, который взаимодействует с Brat, они показали, что он ограничен 7, 8 и 9 повторами. Положение этого сайта относительно Nos-связывающей области указывает на то, что Nos и Brat м. связываться кооперативно и это м. объяснить, почему Brat рекрутируется в комплекс только после Nos.

Это наблюдание, что Pum связывает РНК посредством свой вогнутой поверхности, указывает на то, что семейство helical-повторов, ранее охарактеризованное расширенной поверхностью, которая, как полагают, обеспечивает межбелковые взаимодействия, является более многофункциональным и использует эту поверхность также для белок-РНК взимодействий.

Сайт создан в системе uCoz