RNA processing in Drosophila development

摘要 我们的建议的目的是阐明连接特定RNA转录的机制， 翻译（RNA加工）。 我们已经确定并描述了一部小说， 保守基因Zfrp 8/PDCD 2，并表明它在苍蝇，小鼠和人类的干细胞中是必需的， 它也是癌细胞生长所必需的。我们发现Zfrp 8/PDCD 2是核出口所必需的 和TE转录物的基因组。它还与核糖体小亚基相互作用，形成复合物 mRNA结合蛋白。我们的数据表明，Zfrp 8/PDCD 2控制选择的亚细胞定位。 RNA和mRNA的关联RNP与核糖体。我们还将泰特/TET 1鉴定为新的 Zfrp 8/PDCD 2相互作用蛋白。在脊椎动物中，泰特蛋白在DNA去甲基化转化中起作用 5 ′甲基胞嘧啶（5 mC）转化为5 ′羟甲基胞嘧啶（5 hmC），这些修饰在 果蝇DNA。最近的一项研究表明，脊椎动物Tet蛋白也可以将RNA中的5 mrC转化为5 hmrC。 受这一发现的启发，我们已经表明，5 hmrC也存在于苍蝇和依赖于泰特活动。我们 假设泰特修饰特定的转录物并调节Zfrp 8向这些RNA的募集， 控制它们的处理和翻译。 我们建议通过分子/生物化学和遗传学的结合来验证这一假设。 实验我们将在转录组范围内鉴定5 hmrC β修饰的转录本，并研究它们的完整性、水平， 以及在野生型和突变体组织中的定位。我们将绘制DNA上的泰特结合位点，并比较它们的 定位到5 hmrC基因修饰的转录本。最后，我们将测试泰特和Zfrp 8如何影响核糖体占据。 mRNAs，并确定泰特和5 hmrC如何影响它们的翻译。除了通过以下方法研究其机制外， 泰特和5 hmrC调节RNA代谢以及Z frp 8如何影响这一过程，我们将确定 这两个基因在发育和干细胞分化中的重要性， 新的泰特等位基因和泰特和Zfrp 8 KD组织。由于泰特和Zfrp 8/PDCD 2的保守性， 这些结果很可能揭示小鼠和人类的相同过程。

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.