RNA processing in Drosophila development

点击翻译按钮获取中文摘要

Abstract  The aim of our proposal is to elucidate the mechanisms that link transcription of specific RNAs in the  nucleus to their translation (RNA processing). ​We have identified and characterized a novel and highly  conserved gene, ​Zfrp8/PDCD2, ​and shown that it is essential in stem cells in flies, mouse, and human, and  that it is also required for growth of cancer cells. We discovered ​Zfrp8/PDCD2 ​is required for the nuclear export  of select mRNAs and TE transcripts. Also it interacts with the small ribosomal subunit and forms a complex  with mRNA binding proteins. Our data suggest that Zfrp8/PDCD2 controls subcellular localization of select  RNAs and the association of mRNA­RNPs with ribosomes. We also have identified Tet/TET1 as a new  Zfrp8/PDCD2 interacting protein. In vertebrates, TET proteins function in DNA demethylation converting  5­methylcytosine (5mC) into 5­hydroxymethylcytosine (5hmC), modifications that are not detected in  Drosophila DNA. A recent study shows that vertebrate Tet proteins can also convert 5mrC to 5hmrC in RNA.  Inspired by this discovery, we have shown that 5hmrC also exists in flies and depends on Tet activity. We  hypothesize that Tet modifies specific transcripts and regulates the recruitment of Zfrp8 to these RNAs, so  controlling their processing and translation.    We propose to test this hypothesis by a combination of molecular/biochemical and genetic  experiments. We will identify 5hmrC­modified transcripts transcriptome­wide and study their integrity, levels,  and localization in wild type and mutant tissues. We will map the Tet binding sites on DNA and compare their  location to 5hmrC­modified transcripts. Finally, we will test how ​Tet​ and ​Zfrp8​ affect ribosomal occupancy of  mRNAs and establish how ​Tet​ and 5hmrC affect their translation. In addition to investigating the mechanism by  which ​Tet​ and 5hmrC regulate RNA metabolism and how Z​frp8​ affects the process, we will determine the  importance of both genes in development and stem cell differentiation by studying the mutant phenotypes of  new ​Tet ​alleles and ​Tet​ and ​Zfrp8 KD ​tissues. Because of the conservation of both Tet and Zfrp8/PDCD2 our  results are likely to shed light on the same process in mouse and human.