In-Vitro-Rekonstitution der Deadenylierung und Translationsrepression der nanos-mRNA aus D. melanogaster

Abstract

Die post-transkriptionelle Regulation maternaler mRNAs ist essenziell für die frühe Embryonalentwicklung. So ist die Translationsrepression der nanos-mRNA ent-scheidend für die Ausbildung der anterior-posterior-Achse der Drosophila-Embryonen. Die Repression wird durch Bindung vom Protein Smaug an smaug recognition elements (SREs) in der 3‘-UTR der nanos-mRNA vermittelt, worüber wei-tere Proteine, u.a. der Deadenylasekomplex CCR4-NOT, rekrutiert werden. In dieser Arbeit wurde erstmalig der Drosophila-CCR4-NOT-Komplex und die Smaug-abhängige Deadenylierung in vitro rekonstituiert. Smaug allein ist dabei ausrei-chend, um den CCR4-NOT-Komplex zu rekrutieren und führt dadurch zur Deadeny-lierung von SRE-haltigen RNAs. CCR4-NOT allein verhält sich distributiv, wohin-gegen durch Smaug prozessives Verhalten induziert wird. Außerdem wurde mit zell-freien Translationssystem beobachtet, dass Smaug und Cup für die zeitabhängige und stabile Ausbildung des Translationsrepressorkomplexes notwendig sind.

Posttranscriptional regulation of maternal mRNAs is essential for early embryonic development. For instance, translational repression of nanos mRNA is critical for the formation of the anterior-posterior axis of the Drosophila embryo. Repression is me-diated through binding of the protein Smaug to smaug recognition elements (SREs) in the 3’ UTR of nanos mRNA. Thereby, additional proteins like the CCR4-NOT deadenylase complex are recruited to the mRNA. Here I report first-time in vitro re-constitution of the Drosophila CCR4-NOT complex and Smaug-dependent dead-enylation. Smaug by itself suffices to cause SRE-specific deadenylation by recruit-ing the CCR4-NOT complex. The CCR4-NOT complex on its own is distributive, whereas in association with Smaug the complex exhibits processive behaviour. Fur-thermore, a cell-free translation system enabled the observation that Smaug and Cup are necessary for the time-dependent and stable formation of the translation repression complex.