Isoforms of elongation factor eEF1A may be differently regulated at post-transcriptional level in breast cancer progression

Abstract

Eukaryotic translation elongation factor 1A exists as two 98 % homologous isoforms: eEF1A1 (A1) and eEF1A2 (A2) which are tissue and development specific. Despite high homology in an open reading frame (ORF) region, mRNAs coding for eEF1A1 and eEF1A2 are different in their untranslated regions (UTR), suggesting a possibility of their dissimilar post-transcriptional regulation. Aim. To analyze the existence of cis-acting motifs in the UTRs of EEF1A1/A2 mRNAs, to confirm the possibility of post-transcriptional control of eEF1A1 and eEF1A2 expression. Methods. An ensemble of bioinformatic methods was applied to predict regulatory motifs in the UTRs of EEF1A1/A2 mRNAs. Dual-luciferase reporter assay was employed to detect post-transcriptional regulation of eEF1A1/A2 expression. Results. Numerous regulatory motifs in the UTR of EEF1A1/A2 mRNAs were found bioinformatically. The experimental evidence was obtained for the existence of negative regulation of EEF1A1 and positive regulation of EEF1A2 mRNA in the model of breast cancer development. Conclusions. EEF1A1 and EEF1A2 mRNAs contain distinct motifs in the UTRs and are differently regulated in cancer suggesting the possibility of their control by different cellular signals.

Евкаріотний фактор елонгації трансляції 1А представлений двома тканиноспецифічними ізоформами А1 (eEF1A1) і A2 (eEF1A2), які гомологічні на 98 % і експресуються на різних стадіях розвитку організму. Незважаючи на високу гомологію кодуючої ділянки, мРНК ізоформ значно відрізняються за 5'- і 3'-нетрансльованими послідовностями (НТП). На основі даного факту можна припустити, що посттранскрипційний контроль експресії ізоформ А1 і А2 відбувається за різними механізмами. Мета. Експериментально перевірити вміст цис-регуляторних мотивів у НТП мРНК EEF1A1/ A2, а також наявність посттранскрипційного контролю експресії ізоформ. Методи. Регуляторні мотиви у НТП мРНК EEF1A1/A2 передбачено із застосуванням біоінформатичних методів. Існування посттранскрипційної регуляції експресії eEF1A1/ A2 підтверджено методом репортерних генів. Результати. Виявлено численні мотиви в НТП мРНК EEF1A1/A2. Отримано експериментальні дані, які засвідчують інгібування експресії мРНК EEF1A1 та стимулювання експресії мРНК EEF1A2 на посттрaнскрипційному рівні у клітинній моделі розвитку раку молочної залози. Висновки. мРНК ізоформ фактора елонгації EEF1A містять відмінні один від одного мотиви в НТП і по-різному регулюються в процесі злоякісного перетворення клітин, що передбачає ймовірність регулювання їхньої експресії на посттранскрипційному рівні у відповідь на клітинні сигнали.

Эукариотический фактор элонгации трансляции 1А представлен двумя тканеспецифичными изоформами А1 (EEF1A1) и A2 (EEF1A2), гомологичными на 98 % и экспрессирующимися на разных стадиях развития организма. Несмотря на высокую гомологию в кодирующей области, мРНК изоформ имеют существенно различные 5'- и 3'-нетранслируемые последовательности (НТП). На основе данного факта можно предположить, что посттранскрипционный контроль экспрессии изоформ А1 и А2 осуществляется по различным механизмам. Цель. Экспериментально проверить содержание цис-регуляторных мотивов в НТП мРНК EEF1A1/A2, а также наличие посттранскрипционного контроля экспрессии изоформ. Методы. Регуляторные мотивы в 3'НТП мРНК EEF1A1/1A2 предсказаны с применением биоинформатических подходов. Существование посттранскрипционной регуляции экспрессии мРНК eEF1A1/A2 подтверждено методом репортерных генов. Результаты. Выявлены многочисленные мотивы в НТП мРНК EEF1A1/ A2. Получены экспериментальные данные, свидетельствующие об ингибировании экспрессии мРНК EEF1A1, а также о стимулировании экспрессии мРНК EEF1A2 на посттранскрипционном уровне в клеточной модели рака молочной железы. Выводы. мРНК изоформ фактора элонгации eEF1A содержат различные мотивы в НТП и по-разному регулируются в процессе злокачественной трансформации клеток, что предполагает возможность регуляции их экспрессии на посттранскрипционном уровне в ответ на клеточные сигналы.