Η ρύθμιση της απόπτωσης στο στάδιο πολυαδενυλίωσης mRNAs

Abstract

Lately, posttranscriptional modifications seem to be more often responsible for the regulation andexpression. It occurs as a two-step reaction, where the first is an endonucleolytic cleavage of the premRNAat the poly(A) site and the second is addition of a poly(A) tail to the 3'end of the upstream cleavageproduct, determining the stability and the translational ability of mRNAs. Among the basic proteins of thepolyadenylation complex, the most studied one is poly(A) polymerase (PAP) and the present study wasfocused upon the relationship between polyadenylation and apoptosis.First of all, we have attempted to record the modulations of PAP activity and isoforms in a varietyof different cell lines (HL-60, U937. K562. Daudi. Molt-3, Molt-4. HeLa, MCF-7) as a response toapoptosis induction by the widely used anticancer drug, etoposide. The response of the cells lines examinedseparated them into three groups, where PAP is differentially modulated. These groups are as follows: (a)Cell lines induced to apoptosis via endonucleosomal cleavage of DNA at different time periods of exposureto etoposide (HL-60, U937, K562). (b) Cell lines induced to apoptosis via nuclear fragmentation and DNA cleavage into high molecular weight fragments, without the characteristic endonucleosomal DNA cleavage(Molt-3, Molt-4, Daudi). (c) Cell lines which do not respond to etoposide treatment clearly with apoptosis(HeLa, MCF-7). The results described above demonstrate a mutual correlation among PAP modulationsand apoptosis. In attempt to elucidate this correlation, we inhibited polyadenylation after treatment or thecells with a polyadenylation specific inhibitor, 3,-deoxyadenosine (cordycepin), and observed apoptosisinduction, as well as modulations of PAP activity and isoforms. 3'-deoxyadenosine was found to influenceapoptosis, either by inhibition or induction of the apoptotic process, according to the cell type.

Τελευταία δεδομένα αποκαλύπτουν ότι και μετα-μεταγραφικές ρυθμίσεις έκφρασης γονιδίωνευθύνονται για ρυθμίσεις-καΐ-απορυθμίσεις της αποπτωτικής διαδικασίας. Η πολυαδενυλίωση αποτελείένα από τα σημαντικότερα στάδια ρύθμισης έκφρασης γονιδίων, καθορίζοντας τη σταθερότητα και τημεταφραστική ικανότητα των mRNA μηνυμάτων. Η περισσότερο μελετημένη από τις βασικές πρωτείνεςτου συμπλόκου πολυαδενυλίωσης είναι η πολύ(Α) πολυμεράση (PAP) και η συγκεκριμένη ερευνητικήεργασία επικεντρώθηκε στη σχέση πολυαδενυλίωσης και απόπτωσης.Προχωρήσαμε αρχικά στην καταγραφή της πορείας του ενζύμου της PAP (μορφές καιενεργότητα) σε μια σειρά διαφορετικών κυτταρικών τύπων (HL-60, U937, Κ562, Daudi, Molt-3, Molt-4,HeLa, MCF-7), που επάγονται σε απόπτωση με ένα γνωστό και ισχυρό επαγωγέα απόπτωσης, τοετοποσίδιο. Η ανταπόκριση των κυτταρικών σειρών που ελέγχθηκαν στον επαγωγέα απόπτωσης, τιςδιαχώρισε σε τρεις ομάδες, στις οποίες η PAP παρουσιάζει αντίστοιχη χαρακτηριστική κατατομή: Α.Σειρές που οδηγούνται σε απόπτωση με την χαρακτηριστική ενδονουκλεοσωμική τμήση σεδιαφορετικούς χρόνους (HL-60, U937, Κ562). Β. Σειρές στις οποίες επάγεται κατακερματισμός των πυρήνων και τμήση του DNA σε μεγάλου MB κομμάτια, χωρίς να οδηγούνται στη χαρακτηριστικήενδονουκλεοσωμική τμήση του DNA: (Molt-3, Molt-4, Daudi). Γ. Σειρές οι οποίες δεν ανταποκρίνονταισαφώς με επαγωγή απόπτωσης: (HeLa, MCF-7). Τα παραπάνω αποτελέσματα υπαινίσσονται μιααμοιβαία συσχέτιση μεταβολών ΡΑΡ-απόπτωσης. Για να αποσαφηνίσουμε όμως αυτή τη συσχέτιση,προχωρήσαμε σε αναστολή της πολυαδενυλίωσης, με τον εξειδικευμένο αναστολέα 3,-δεοξυαδενοσίνη(κορδυσεπίνη) και παρακολούθηση της πορείας απόπτωσης, ταυτόχρονα με τις μεταβολές της PAP. Η 3'-δεοξυαδενοσίνη αναστέλλει ή επάγει απόπτωση ανάλογα με τον κυτταρικό τύπο.