Bidirectional control of mRNA translation and synaptic plasticity by the cytoplasmic polyadenylation complex.
Bidirectional control of mRNA translation and synaptic plasticity by the cytoplasmic polyadenylation complex.
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DOI：
10.1016/j.molcel.2012.05.016
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发表时间：
2012-07-27
期刊：
影响因子：
16
通讯作者：
Richter, Joel D.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Udagawa, Tsuyoshi;Swanger, Sharon A.;Takeuchi, Koichi;Kim, Jong Heon;Nalavadi, Vijayalaxmi;Shin, Jihae;Lorenz, Lori J.;Zukin, R. Suzanne;Bassell, Gary J.;Richter, Joel D.
树突中 mRNA 的翻译控制对于某些形式的突触可塑性以及学习和记忆至关重要。 CPEB 是一种 RNA 结合蛋白，调节树突的局部翻译。在这里，我们将聚腺苷酸聚合酶 Gld2、去腺苷酸酶 PARN 和翻译抑制因子神经引导素 (Ngd) 鉴定为树突状 CPEB 相关聚腺苷酸化装置的组成部分。突触刺激诱导 CPEB 磷酸化、PARN 从核糖核蛋白复合物中排出以及树突中的聚腺苷酸化。对因 Gld2 缺失而改变多聚腺苷酸化的 mRNA 进行筛选，鉴定出超过 100 个转录物，其中包括一个编码 NR2A（一种 NMDA 受体亚基）的转录物。 shRNA 耗竭研究表明，Gld2 促进树突 NR2A 表达，而 Ngd 抑制树突 NR2A 表达。最后，shRNA 介导的体内 Gld2 消耗会减弱海马齿状回突触的蛋白质合成依赖性长时程增强 (LTP)。相反，Ngd 耗尽会增强 LTP。这些结果确定了聚腺苷酸化的关键作用以及 Gld2 和 Ngd 在海马突触可塑性中的相反作用。
Translational control of mRNAs in dendrites is essential for certain forms of synaptic plasticity and learning and memory. CPEB is an RNA-binding protein that regulates local translation in dendrites. Here, we identify poly(A) polymerase Gld2, deadenylase PARN, and translation inhibitory factor neuroguidin (Ngd) as components of a dendritic CPEB-associated polyadenylation apparatus. Synaptic stimulation induces phosphorylation of CPEB, PARN expulsion from the ribonucleoprotein complex, and polyadenylation in dendrites. A screen for mRNAs whose polyadenylation is altered by Gld2 depletion identified >100 transcripts including one encoding NR2A, an NMDA receptor subunit. shRNA depletion studies demonstrate that Gld2 promotes and Ngd inhibits dendritic NR2A expression. Finally, shRNA-mediated depletion of Gld2 in vivo attenuates protein synthesis-dependent long-term potentiation (LTP) at hippocampal dentate gyrus synapses; conversely Ngd depletion enhances LTP. These results identify a pivotal role for polyadenylation and the opposing effects of Gld2 and Ngd in hippocampal synaptic plasticity.
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影响因子：
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作者：
Edbauer, Dieter;Neilson, Joel R.;Foster, Kelly A.;Wang, Chi-Fong;Seeburg, Daniel P.;Batterton, Matthew N.;Tada, Tomoko;Dolan, Bridget M.;Sharp, Phillip A.;Sheng, Morgan
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