eRapport

Translation and growth control

Prosjekt
Prosjektnummer
2011065
Ansvarlig person
Erik Boye
Institusjon
Oslo universitetssykehus HF
Prosjektkategori
Doktorgradsstipend
Helsekategori
Cancer
Forskningsaktivitet
1. Underpinning
Rapporter
2014 - sluttrapport
Prosjektet har undersøkt betydningen av proteinsyntese for fremdrift gjennom cellesyklus. Det er utviklet en ny metode for cellesyklus-analyser av gjærceller (vårt modellsystem), et nytt gen som påvirker cellesyklus er oppdaget og en helt ny mekanisme for regulering av proteinsyntese er funnet og delvis beskrevet. Dette er grunnleggende forskning og kan ikke forventes å ha konsekvenser for pasientbehandling på mange år ennå.
2013
We are studying cell-cycle progression and cell growth after different forms of stress in the model organism Schizosaccharomyces pombe (fission yeast). We have reached novel insight into the regulation of translation and its importance for growth regulation.In our model organism, fission yeast, the cell-cycle progression from G1 to S phase is delayed when the cells are exposed to ultraviolet light (UV). This delay is absolutely dependent upon the kinase Gcn2 which is known to regulate protein synthesis by phosphorylating the translation initiation factor eIF2a. We want to know how and why UV irradiation can activate Gcn2 to regulate translation. For this work we have developed novel assays to measure cell-cycle progression and translation (to be published). In addition, we are measuring the status of the elongation machinery by acquiring polysome profiles of elongating ribosomes. We find that translation is almost completely abolished in pombe cells after UV irradiation, a finding that suggested that maybe cell-cycle progression is halted after UV because of a lack of new protein synthesis. However, to our surprise and in conflict with textbook knowledge, gross protein synthesis was equally much inhibited in a mutant cell lacking Gcn2. Therefore, if protein synthesis is the reason for the checkpoint, we can only explain it by differential and selective translation of certain mRNAs without and with UV irradiation. We will follow these findings and explore how protein synthesis is inhibited also in the absence of the mechanism normally attributed to execute this effect. The Ph.D. candidate, Jon Halvor Knutsen, has now collected all the data needed for two more manuscripts, containing the above methods and findings. These manuscripts will be prepared in the coming months and the plan is that Jon Halvor shall deliver his Ph.D. thesis in April, for disputation before the summer vacation.
2012
In this project we study the importance of translational regulation for cell-cycle progressionJon Halvor Knutsen is in his third year as a PhD student, supported by HSØ. He has published two papers that will be included in his thesis and is working on the third. He plans to submit his thesis for dissertation by the end of 2013, which should give him plenty of time. What is remaining is work to characterize which genes are expressed when the cells are exposed to stress, such as ultraviolet light. We have shown that under such conditions, progression through the cell cycle is inhibited, but the mechanism is not known. We investigate the hypothesis that changed expression of certain genes can explain the cell-cycle delay observed after ultraviolet light. The experiments have been performed and analyzed. What remains is a few follow-up verification experiments.
2011
Alle celler må regulere sin vekst nøye. Dette gjøres ved å endre avlesning av gener (til RNA), ved endret avlesning av RNA til protein, og ved endring av proteinene. Vi undersøker hvordan celler kan velge ut hvilke RNA-molekyler de vil avlese og gjøre om til protein.Til dette arbeidet bruker vi gjærceller, som er en hendig og mye brukt modellorganisme for å kartlegge molekylære mekanismer. Først blir informasjonen i DNA avlest som mRNA, deretter blir informasjonen som ligger i mRNA avlest av ribosomer, som gjør mRNA om til protein. Reguleringen av hvilke mRNA som blir avlest og hvor ofte, er bare delvis kjent. Vi undersøker hvordan dette regulerres i celler som er utsatt for ultrafiolett lys, som skaper skader i DNA og som stopper cellevekst. Slike DNA-skader kan lede til kreft, samtidig som mange kreftceller er spesielt følsomme for DNA-skader. Når celler får DNA-skader under vekst, vil de stoppe opp før de dupliserer sitt kromosom-materiale. Denne stopp-mekanismen er stort sett borte i kreftceller. En gjærcelle med DNA-skader vil, i tillegg til å stoppe å lage DNA, stoppe proteinsyntesen. Mekanismen for dette er bare delvis kjent. Vi har vist at mekanismen benytter et enzym som heter Gcn2 som regulerer bruken av de forskjellige mRNA som finnes i cellen. Vi analyserer hvilke mRNA-typer det er som blir avlest og hvilke som ikke blir avlest, for å komme nærmere inn på denne reguleringsmekanismen. Under arbeidet har vi analysert vekst og celledeling i gjærcellene, og den anledning utviklet vi en metode til slike analyser. Denne ble publisert (Knutsen et al, PLoS ONE, 2011) og valgt ut til "Faculty of 1000" fordi den representerer et teknisk gjennombrudd. Dette er en metode vi vil benytte flittig i vårt videre arbeid og vil bli nyttig også for andre forskere.
Vitenskapelige artikler
Grallert Beáta, Boye Erik

GCN2, an old dog with new tricks.

Biochem Soc Trans 2013 Dec;41(6):1687-91.

PMID: 24256275

Rødland Gro Elise, Tvegård Tonje, Boye Erik, Grallert Beáta

Crosstalk between the Tor and Gcn2 pathways in response to different stresses.

Cell Cycle 2013 Nov 26;13(3). Epub 2013 nov 26

PMID: 24280780

Bøe Cathrine A, Knutsen Jon Halvor J, Boye Erik, Grallert Beáta

Hpz1 modulates the G1-S transition in fission yeast.

PLoS One 2012;7(9):e44539. Epub 2012 sep 6

PMID: 22970243 - Inngår i doktorgradsavhandlingen

Knutsen Jon Halvor Jonsrud, Rein Idun Dale, Rothe Christiane, Stokke Trond, Grallert Beáta, Boye Erik

Cell-cycle analysis of fission yeast cells by flow cytometry.

PLoS One 2011;6(2):e17175. Epub 2011 feb 28

PMID: 21386895 - Inngår i doktorgradsavhandlingen

Bøe Cathrine A, Krohn Marit, Rødland Gro Elise, Capiaghi Christoph, Maillard Olivier, Thoma Fritz, Boye Erik, Grallert Beáta

Induction of a G1-S checkpoint in fission yeast.

Proc Natl Acad Sci U S A 2012 Jun;109(25):9911-6. Epub 2012 jun 4

PMID: 22665798

Doktorgrader
Jon Halvor Jonsrud Knutsen

Mechanisms regulating the G1-S transition in fission yeast

Disputert:
september 2014
Hovedveileder:
Erik Boye
Deltagere
  • Christiane Rothe Doktorgradsstipendiat
  • Cathrine Arason Bøe Postdoktorstipendiat
  • Beata Grallert Biveileder
  • Erik Boye Hovedveileder
  • Jon Halvor Jonsrud Knutsen Doktorgradsstipendiat

eRapport er utarbeidet av Sølvi Lerfald og Reidar Thorstensen, Regionalt kompetansesenter for klinisk forskning, Helse Vest RHF, og videreutvikles av de fire RHF-ene i fellesskap, med støtte fra Helse Vest IKT

Alle henvendelser rettes til eRapport

Personvern  -  Informasjonskapsler