2012年9月3日 讯 /生物谷BIOON/ --真核细胞翻译起始因子eIF4E是一种强大的癌基因，它能够促进特异性的mRNA转录本从细胞核输出。在一项新研究中，来自加拿大蒙特利尔大学的研究人员发现eIF4E改变核孔复合体(nuclear pore complex, NPC)的胞质面，从而提高eIF4E的靶mRNA从细胞核输出。
mRNA从细胞核输出一个高度调节的过程：大分子复合物通过核孔复合体运输到细胞质。核孔复合体是由核篮(nuclear basket)、跨过核膜的中央通道和胞质面(通过纤丝延伸到细胞质)组成的。
一般来说，核输出复合物是通过含细胞核输出信号的蛋白、染色体区域维持蛋白1(chromosome region maintenance protein 1, CRM1)和RanGTP而形成的。它们通过核蓝进入核孔复合体，然后通过中央通道进入胞质面。
一旦到达胞质面，运输物通过两种机制之一的一种从核输出复合物中释放出来的。CRM1-运输物-RanGTP复合物就通过与RanGAP结合而与可溶性的RanBP1结合在一起，从而导致RanGTP水解，因而使得运输物从CRM1中释放出来。或者，细胞质纤丝蛋白RanBP2/Nup358(Nucleoporin 358)的RanBP1同源结构域与RanGAP结合而导致RanGTP水解而将结合到CRM1上的运输物释放出来。
尽管大多数mRNA利用核受体TAP/NXF1经过核孔复合体，但是一些mRNA的输出是通过CRM1介导的，包括依赖于eIF4E的mRNA输出。
在这项研究中，研究人员利用免疫荧光和激光共聚焦扫描显微镜以及贴壁依赖性聚集点检测(anchorage-dependent foci assay)方法开展实验，并证实eIF4E过量表达导致核孔复合体的胞质面发生较大的变化，而这种变化与它的mRNA输出和致癌活性相关联。特别地，eIF4E显著性地降低核孔复合体胞质纤丝中的主要组分RanBP2，重新定位Nup214，并且提高RanBP1的水平和RNA输出因子Gle1和 DDX19的水平。他们证实通过遗传或药物手段抑制eIF4E能够阻止这些影响发生。
此外，他们还发现RanBP2是一种强大的抑制物，能够特异性地抑制eIF4E的mRNA输出功能。RanBP2过表达会特异性地抑制依赖于eIF4E的mRNA输出通路并且损害eIF4E的致癌性转化。RanBP2细胞质纤丝很可能延缓关键性的核输出因子的释放到细胞核中，或者在细胞核中循环利用。但是eIF4E能够通过间接地降低RanBP2的水平来克服这种抑制性机制。
研究人员作出结论，癌基因eIF4E改变核孔复合体的组成，而导致核孔复合体的胞质面发生显著性的改变，从而提高mRNA的输出，并且增加它的致癌潜能。他们还猜测，这种活性可能不只是eIF4E如此，其他的癌基因也可能对核孔复合体进行重编程而破坏正常的细胞生长控制。
doi: 10.1016/j.celrep.2012.07.007
PMC:
PMID:
TheOncogeneeIF4EReprograms the Nuclear Pore Complex to Promote mRNA Export and Oncogenic Transformation
Biljana Culjkovic-Kraljacic, Aure ´ lie Baguet, Laurent Volpon, Abdellatif Amri, and Katherine L.B. Borden
The eukaryotic translation initiation factor eIF4E is a potent oncogene that promotes the nuclear export and translation of specific transcripts. Here, we have discovered that eIF4E alters the cytoplasmic face of the nuclear pore complex (NPC), which leads to enhanced mRNA export of eIF4E target mRNAs. Specifically, eIF4E substantially reduces the major component of the cytoplasmic fibrils of the NPC, RanBP2, relocalizes an associated nucleoporin, Nup214, and elevates RanBP1 and the RNA export factors, Gle1 and DDX19. Genetic or pharmacological inhibition of eIF4E impedes these effects. RanBP2 overexpression specifically inhibits the eIF4E mRNA export pathway and impairs oncogenic transformation by eIF4E. The RanBP2 cytoplasmic fibrils most likely slow the release and/or recycling of critical export factors to the nucleus. eIF4E overcomes this inhibitory mechanism by indirectly reducing levels of RanBP2. More generally, these results suggest that reprogramming the NPC is a means by which oncogenes can harness the proliferative capacity of the cell
