mRNAs coding for A1 and A2 isoforms of translation factor eEF1A demonstrate different half-lives while A1 and A2 proteins are similarly stable in MCF7 cells

Eukaryotic translation elongation factor 1A (eEF1A) exists as two 98 % homologous isoforms eEF1A1 and eEF1A2 that are tissue/development specific and differentially linked to apoptosis/cancerogenesis. A2 is overexpressed in a number of tumors while unusual expression of A1 is observed in injured muscles. To approach a possible mechanism underlying induced changes in the relative amounts of the isoforms we examined the intrinsic stability of the proteins and their mRNAs in human cancer cells. Aim. To estimate half-life of the isoforms of eEF1A at mRNA and protein level in human cancer cells. Methods. To measure mRNA stability the transcriptional block technique was applied, with subsequent analysis of the mRNA level by qPCR. To determine the protein decay rate the translation was blocked by cycloheximide and changes in the protein level were detected by Western blot. Results. Calculation of the protein stability revealed half-life of 72 for eEF1A1 and 95 hours for eEF1A2. Half-life of EEF1A1 and EEF1A2 mRNAs were 3 and 60 hours respectively. Conclusions. Despite similar protein stability, the isoforms of eEF1A dramatically differ in the half-lives of their mRNAs, suggesting that the mRNA decay mechanism is one of the main regulators of eEF1A1/A2 amount in MCF7 cancer cells.Евкаріотний фактор елонгації трансляції (eEF1A) існує у вигляді двох гомологічних на 98 % ізоформ eEF1A1 і eEF1A2, які є тканиноспецифічними, відрізняються за представленістю в онтогенезі та по-різному пов’язані з апоптозом і канцерогенезом. Згідно з попередніми даними, eEF1A2 має підвищений рівень експресії у деяких пухлинах, а eEF1A1 – у пошкоджених м’язах. Щоб зрозуміти механізм, за яким змінюється відносна кількість ізоформ, ми дослідили стабільність білків та їхніх мРНК у клітинах раку людини. Мета. Оцінити час напівжиття ізоформ eEF1A на рівні мРНК і білка в клітинах раку людини. Методи. Для вимірювання стабільності мРНК використано техніку блокування транскрипції з подальшим аналізом рівня мРНК із застосуванням кількісної ПЛР. Для визначення швидкості розпаду білка трансляцію блокували циклогексимідом, подальші зміни рівня білка виявляли методом Вестерн-блоту. Результати. За підрахунками, стабільність білка зберігалася протягом 72 год у разі eEF1A1 та 95 год – у разі eEF1A2. Значення часу напівжиття EEF1A1 і EEF1A2 мРНК становлять відповідно 3 і 60 год. Висновки. Незважаючи на подібні значення стабільності білка, ізоформи eEF1A значно відрізняються за часом напівжиття їхніх мРНК, внаслідок чого можна припустити, що контроль стабільності мРНК є одним з основних механізмів регуляції експресії eEF1A1/ A2 в клітинах раку молочної залози MCF7.Эукариотический фактор элонгации трансляции (eEF1A) существует в виде двух гомологичных на 98 % изоформ eEF1A1 и eEF1A2, являющихся тканеспецифическими, отличающихся представленностью в онтогенезе и по-разному связанных с апоптозом и канцерогенезом. Согласно наблюдениям, eEF1A2 имеет повышенный уровень экспрессии в некоторых опухолях, а eEF1A1 – в поврежденных мышцах. Чтобы понять механизм, по которому изменяется относительное количество изоформ, мы исследовали стабильность белков и их мРНК в клетках рака человека. Цель. Оценить время полужизни изоформ eEF1A на уровне мРНК и белка в клетках рака человека. Методы. Для измерения стабильности мРНК использовали технику блокирования транскрипции с последующим анализом уровня мРНК с применением количественной ПЦР. Для определения скорости распада белка трансляцию блокировали циклогексимидом, дальнейшие изменения уровня белка выявляли методом Вестерн-блота. Результаты. По расчетам, стабильность белка сохранялась в течение 72 ч в случае eEF1A1 и 95 ч – в случае eEF1A2. Время полужизни EEF1A1 и EEF1A2 мРНК составляло соответственно 3 и 60 ч. Выводы. Несмотря на подобные значения стабильности белка, изоформы eEF1A значительно отличаются по времени полужизни их мРНК, вследствие чего можно предположить, что контроль стабильности мРНК является одним из основных механизмов регуляции экспрессии eEF1A1/A2 в клетках рака молочной железы MCF7

PTI-1: novel way to oncogenicity

Aim. The prostate tumor-inducing oncogene (PTI-1), presumably encoding a truncated form of eukaryotic translation elongation factor 1A1 (eEF1A1), was discovered as a gene overexpressed in prostate tumor samples and absent in normal tissues. The mechanism of PTI-1 oncogenicity remains obscure. Methods. Several bioinformatics methods were applied to analyze the PTI-1 mRNA structure, translation efficiency and coding potential. Results. In silico analysis of 5'UTR of its mRNA suggest that PTI-1 mRNA most probably belongs to the class of templates with low translation efficiency. Additionally, novel open reading frame (ORF) starting with alternative initiation site situated upstream of the main ORF start codon was found. Finally, the peptide that does not resemble eEF1A1 but is partially homologous to relaxin can be synthesized. Conclusions. We suggest that the alternative upstream start codon may initiate synthesis of a peptide (uPTI-1) homologous to relaxin, the hormone shown to promote the prostate cancer progression. uPTI-1 protein may interact with the respective relaxin-specific receptors, suggesting that the tumorigenic outcome of PTI-1 is possibly realized via the relaxin-dependent pathway. Keywords: prostate cancer, PTI-1, eEF1A1, non-coding RNA, relaxin, ORF, uAUG.Мета. Онкоген, який індукує рак простати (PTI-1), може кодувати вкорочену форму фактора елонгації eEF1A1. PTI-1 відкрито як ген, що надекспресується у зразках раку простати і не екпресується у нормальній тканині. Механізм онкогенної дії PTI-1 на сьогодні залишається нез’ясованим. Методи. Біоінформатичні методи застосовано для аналізу структури, ефективності трансляції і кодуючого потенціалу мРНК PTI-1. Результати. Аналізом in silico 5'UTR мРНК PTI-1 виявлено, що зазначений транскрипт належить до класу мРНК з низькою ефективністю трансляції. Додатково визначено нову відкриту рамку зчитування (ORF), яка починається з альтернативного старт-кодону і передує основній ORF. Пептид, що не має гомології з eEF1A1, але частково гомологічний релаксину, потенційно може синтезуватися з цієї альтернативної ORF. Висновки. Ми припустили, що з альтернативного старт-кодону починається синтез пептиду (uPTI-1), гомологічного релаксину, – гормону, що, як відомо, бере участь в індукції раку простати. Білок uPTI-1 може взаємодіяти з відповідним рецептором клітини, специфічним для релаксину, спричиняючи її трансформацію. Таким чином, онкогенна дія гена PTI-1 може реалізуватися релаксин-опосередкованим шляхом. Ключові слова: рак простати, PTI-1, eEF1A1, некодуюча РНК, релаксин, ORF, uAUG.Цель. Онкоген, индуцирующий рак простаты (PTI-1), может кодировать укороченную форму фактора элонгации eEF1A1. PTI-1 открыт как ген, сверхэкспрессирующийся в образцах рака простаты и не экспрессирующийся в нормальной ткани. Механизм онкогенного действия PTI-1 на сегодня остается неизвестным. Методы. Биоинформатические методы применены для анализа структуры, эффективности трансляции и кодирующего потенциала мРНК PTI-1. Результаты. С использованием анализа in silico 5'UTR мРНК PTI-1 виявлено, что указанный транскрипт принадлежит к классу мРНК с низкой эффективностью трансляции. Дополнительно определена новая открытая рамка считывания (ORF), начинающаяся с альтернативного старт-кодона и находящаяся перед основной ORF. Пептид, не имеющий гомологии с eEF1A1, но частично гомологичный релаксину, потенциально может синтезироваться с этой альтернативной ORF. Выводы. Мы предположили, что с альтернативного старт-кодона начинается синтез пептида (uPTI-1), гомологичного релаксину, – гормону, участвующему, как известно, в индукции рака простаты. Белок uPTI-1 может взаимодействовать с соответствующим рецептором клетки, специфическим для релаксина, приводя к ее трансформации. Таким образом, онкогенное действие гена PTI-1 может реализоваться релаксин-опосредованным путем. Ключевые слова: рак простаты, PTI-1, eEF1A1, некодирующая РНК, релаксин, ORF, uAUG

mRNAs coding for A1 and A2 isoforms of translation factor eEF1A demonstrate different half-lives while A1 and A2 proteins are similarly stable in MCF7 cells

Eukaryotic translation elongation factor 1A (eEF1A) exists as two 98 % homologous isoforms eEF1A1 and eEF1A2 that are tissue/development specific and differentially linked to apoptosis/cancerogenesis. A2 is overexpressed in a number of tumors while unusual expression of A1 is observed in injured muscles. To approach a possible mechanism underlying induced changes in the relative amounts of the isoforms we examined the intrinsic stability of the proteins and their mRNAs in human cancer cells. Aim. To estimate half-life of the isoforms of eEF1A at mRNA and protein level in human cancer cells. Methods. To measure mRNA stability the transcriptional block technique was applied, with subsequent analysis of the mRNA level by qPCR. To determine the protein decay rate the translation was blocked by cycloheximide and changes in the protein level were detected by Western blot. Results. Calculation of the protein stability revealed half-life of 72 for eEF1A1 and 95 hours for eEF1A2. Half-life of EEF1A1 and EEF1A2 mRNAs were 3 and 60 hours respectively. Conclusions. Despite similar protein stability, the isoforms of eEF1A dramatically differ in the half-lives of their mRNAs, suggesting that the mRNA decay mechanism is one of the main regulators of eEF1A1/A2 amount in MCF7 cancer cells.Евкаріотний фактор елонгації трансляції (eEF1A) існує у вигляді двох гомологічних на 98 % ізоформ eEF1A1 і eEF1A2, які є тканиноспецифічними, відрізняються за представленістю в онтогенезі та по-різному пов’язані з апоптозом і канцерогенезом. Згідно з попередніми даними, eEF1A2 має підвищений рівень експресії у деяких пухлинах, а eEF1A1 – у пошкоджених м’язах. Щоб зрозуміти механізм, за яким змінюється відносна кількість ізоформ, ми дослідили стабільність білків та їхніх мРНК у клітинах раку людини. Мета. Оцінити час напівжиття ізоформ eEF1A на рівні мРНК і білка в клітинах раку людини. Методи. Для вимірювання стабільності мРНК використано техніку блокування транскрипції з подальшим аналізом рівня мРНК із застосуванням кількісної ПЛР. Для визначення швидкості розпаду білка трансляцію блокували циклогексимідом, подальші зміни рівня білка виявляли методом Вестерн-блоту. Результати. За підрахунками, стабільність білка зберігалася протягом 72 год у разі eEF1A1 та 95 год – у разі eEF1A2. Значення часу напівжиття EEF1A1 і EEF1A2 мРНК становлять відповідно 3 і 60 год. Висновки. Незважаючи на подібні значення стабільності білка, ізоформи eEF1A значно відрізняються за часом напівжиття їхніх мРНК, внаслідок чого можна припустити, що контроль стабільності мРНК є одним з основних механізмів регуляції експресії eEF1A1/ A2 в клітинах раку молочної залози MCF7.Эукариотический фактор элонгации трансляции (eEF1A) существует в виде двух гомологичных на 98 % изоформ eEF1A1 и eEF1A2, являющихся тканеспецифическими, отличающихся представленностью в онтогенезе и по-разному связанных с апоптозом и канцерогенезом. Согласно наблюдениям, eEF1A2 имеет повышенный уровень экспрессии в некоторых опухолях, а eEF1A1 – в поврежденных мышцах. Чтобы понять механизм, по которому изменяется относительное количество изоформ, мы исследовали стабильность белков и их мРНК в клетках рака человека. Цель. Оценить время полужизни изоформ eEF1A на уровне мРНК и белка в клетках рака человека. Методы. Для измерения стабильности мРНК использовали технику блокирования транскрипции с последующим анализом уровня мРНК с применением количественной ПЦР. Для определения скорости распада белка трансляцию блокировали циклогексимидом, дальнейшие изменения уровня белка выявляли методом Вестерн-блота. Результаты. По расчетам, стабильность белка сохранялась в течение 72 ч в случае eEF1A1 и 95 ч – в случае eEF1A2. Время полужизни EEF1A1 и EEF1A2 мРНК составляло соответственно 3 и 60 ч. Выводы. Несмотря на подобные значения стабильности белка, изоформы eEF1A значительно отличаются по времени полужизни их мРНК, вследствие чего можно предположить, что контроль стабильности мРНК является одним из основных механизмов регуляции экспрессии eEF1A1/A2 в клетках рака молочной железы MCF7