DOCSLIB.ORG

Ribosome Profiling, a Useful Tool in the Search for Micropeptides

Total Page：16

File Type：pdf, Size：1020Kb

Download full-text PDF Read full-text
Ribosome Profiling, a Useful Tool in the Search for Micropeptides Faculty of Bioscience Engineering Academic Year 2014-2015 Ribosome profiling, a useful tool in the search for micropeptides Steven Verbruggen Promotors: Prof. Dr. ir. Wim Van Criekinge, Dr. ir. Gerben Menschaert Tutors: Dr. ir. Gerben Menschaert, Dr. ir. Jeroen Crapp´e Master's dissertation submitted in partial fulfillment of the requirements for the degree of Master in Bioscience Engineering: Cell and Gene Biotechnology Faculty of Bioscience Engineering Academic Year 2014-2015 Ribosome profiling, a useful tool in the search for micropeptides Steven Verbruggen Promotors: Prof. Dr. ir. Wim Van Criekinge, Dr. ir. Gerben Menschaert Tutors: Dr. ir. Gerben Menschaert, Dr. ir. Jeroen Crapp´e Master's dissertation submitted in partial fulfillment of the requirements for the degree of Master in Bioscience Engineering: Cell and Gene Biotechnology Deze pagina is niet beschikbaar omdat ze persoonsgegevens bevat. Universiteitsbibliotheek Gent, 2021. This page is not available because it contains personal information. Ghent Universit , Librar , 2021. Acknowledgements Een thesis, iets wat vijf jaar geleden nog zeer veraf leek, iets waar je als beginnende eerstejaar ooit hoopt aan toe te komen, na het doorworstelen van de eerste zware algemene jaren. Een thesis, iets waarin je zou bezig zijn met wat je echt interesseert. Maar ook, een thesis, iets waar je de gemiddelde thesisstudent al eens over hoorde mekkeren. Hij had er nog onnoemelijk veel werk aan en was het zat om steeds te herbeginnen na een mislukte proef. Beiden een thesis genoemd, maar de toon was duidelijk heel anders. Ook ik keek vijf jaar geleden nog met veel vraagtekens naar wat er me nog te wachten stond, de hele wereld open, net van het platteland naar de stad gezeild en net gestrand op een plaats die de Coupure heet. Onderaan de kaart van de komende vijf jaar, inderdaad die thesis. Vijf jaar studeren aan de Coupure ging voorbij, eerst zeer algemeen, later wat mij daadwerkelijk interesseerde, moleculaire biologie. De Coupure werd al snel mijn derde thuis en ik vond alsmaar meer routine. Steeds meer vakken afgewerkt, meer bagage op de rug. In jaar vier ga ik besluitvast verder als masterstudent cel en gen. Theoretisch, ontzettend boeiend. Praktisch lag het mij net iets minder dan de gemiddelde student die zich toen rondom mij in het labo bevond. Maar kijk, ik ontdek vervolgens de bio- informatica. Programmeren, iets waar de gemiddelde student rondom mij dan weer niet zo happig naar is. Ik vind het best te pruimen. Raar, maar ieder zijn ding, zo blijkt! Na mij met een extra keuzevak verder in de bio-informatica te verdiepen, ga ik er zelfs aankloppen voor een thesis. Een thesis die mij ontzettend fascineert. Een reis kan gek bijsturen in de loop van vijf jaar. Eerst en vooral wil ik jou bedanken, beste lezer. Blijkt het finale doel van een tekst om hem te lezen, met welke reden en achtergrond dan ook. In ieder geval bedankt dat je de ogen op dit boekje werpt en hopelijk vind je wat je zoekt. De hoofdmoot van dit boekje is net iets serieuzer dan de paragraaf die je net hebt gelezen, maar hoe nostalgisch die paragraaf ook is, hoe zeer deze ook deint op zondagavondmuziek, het kan goed zijn om stil te staan bij de afgelegde reis om dan volop te gaan voor de tocht die nog komen zal. Wat je van die paragraaf moet onthouden? Niet veel, tenzij dat een reis onoverkomelijk kan lijken in het begin maar uiteindelijk wel in een plooi valt en dat die plooi net iets anders kan komen te liggen dan je eerst had gedacht. In ieder geval, beste lezer, ik wens je geluk met jouw reis, naar waar die ook gaat. Een thesis is tenslotte ook een heuse ontdekkingsreis, des te meer al een bewijs dat kleine micropeptiden in staat zijn tot grootse dingen. Die reis maakte ik niet alleen, gelukkig. Er iii zijn een heleboel mensen die ik daarom nadrukkelijk en oprecht wil bedanken. Mensen die bijgedragen hebben aan mijn thesisreis van ´e´enjaar, mensen die meegewerkt hebben aan mijn bio-ingenieursreis van vijf jaar en ja, zelfs ook mensen die bijgedragen hebben aan mijn levensreis van bijna drie¨entwintig jaar. Graag start ik bij mijn promotor, Prof. Wim Van Criekinge. Bedankt voor de enthousiaste manier waarmee de lessen bio-informatica gegeven werden. Hoewel ik het initieel volgde als een plichtvak, kon net dat enthousiasme mijn interesse voor het vakgebied enorm aan- wakkeren. Op zo'n manier dat ik me inschreef voor een keuzevak. Nadien kwam ik zelfs informeren voor een thesis. Ik ben er zeker van dat ik zonder die boeiende manier van lesgeven niet in deze richting was afgeslagen. Bedankt dat ik mijn thesis aan dit labo kon doen en dat ik de kans kreeg om er bio-informatica in praktijk om te zetten. Iemand zonder wie ik deze thesis nooit voor mekaar had gekregen, is mijn copromotor Gerben Menschaert. Gerben, bedankt om mij te katapulteren in een uitermate boeiende onderzoekwereld. Bedankt voor alle tips, voor het nalezen, voor de tonnen gedeelde er- varing en voor het nodige geduld om het waar nodig nog eens uit te leggen. Ik heb veel geleerd van die manier van werken: steeds vergezeld van een lach en grap, maar ook steeds met de nodige passie voor wat het onderzoek zal opleveren. Het was me een interessant jaar waar ik met veel plezier naar terugkijk. Verder wil ik ook mijn tutor Jeroen Crapp´ebedanken. Bedankt om mij te introduceren in een onderwerp waar ik nog niets vanaf wist en waar jij al een hele tijd ervaring mee had. Het lijkt mij een lastige taak om telkens te antwoorden op de vragen van een beginner die de schijnbaar meest banale zaken nog niet weet, en dat in de laatste drukke fase van jouw doctoraat. Desalniettemin legde je hulpvaardig alles uit en zette je me die eerste maanden uitstekend op weg. Bedankt! Een welgemeende dank-jullie-wel gaat ook uit naar iedereen van de BioBix-groep. Voor tips, voor hulp en voor de goede werksfeer op de plaats waar deze thesis voor een groot deel tot stand kwam. Gerben, Elvis, Klaas, Simon, Jean-Pierre, Wim, Daisy, Tim, Alexander, Geert, Tine, Eline, Sam, Jeroen, Sandra, Volodimir en Jeroen, bedankt voor jullie hulp groot of klein. Volodimir, in het bijzonder ook een dikke merci voor de leuke samenwerking op het onderzoeksonderwerp dat we uiteindelijk deelden. Ik kijk er naar uit wat het onderzoek bij het einde van jouw doctoraat zal opleveren. Veel succes. Een thesisreis van een jaar is een hele uitdaging, een andere opdracht is een tocht van vijf jaar bio-ingenieur. Daarin slagen zou niet evident geweest zijn zonder het clubje bio- ingenieursvrienden dat er de heerlijkste studententijd ooit van maakte. Middagpauzes, blaarmeersen, caf´ebezoeken, kaas en wijn, gezellige avonden op kot, weekends, festivals, zelfs een eigen muziekgroep. Daarenboven waren er steeds een paar heel speciale mensen die voor elk verhaal een luisterend oor hadden en altijd klaar stonden voor een babbel. Wat begon als een allegaartje mensen die toevallig samen in de les zaten, evolueerde na twee jaar tot een hechte vriendengroep, na vijf jaar tot vriendschappen die enkel nog maar voor meer geniale momenten zorgden. Samen trotseerden we die eerste jaren en nadien koos elk meer zijn eigen richting. Allen stevig bouwend aan een droom, maar op tijd en stond groots genietend de riem eraf. Boterhammen, restovoedsel, grappen, grollen en een heel verhaal tijdens de middag. Caf´efilosofie,goeie babbels en dansen in de avond. De volgende dag, fris of niet, weer vol aan de bak met nieuwe moed. Jullie maakten het tot een tijd om nooit meer te vergeten! Graag nog meer van die tijd in het vooruitzicht! Een nog langere reis wordt ondersteund door een zeer warme thuis. Een kleine hechte familie, een eindje weg van de studentenstad, maar een bron van levenswijsheid en steun voor alles wat ik wilde doen. Een gelukzak ben ik om vanuit zo een familie te kunnen bouwen aan mijn weg. In het bijzonder wil ik mijn ouders bedanken. Altijd klaar om mij bij te staan, te helpen met raad en daad. Hard werken maar toch proberen van elk mogelijk moment te genieten, zeker als familie. Mama en papa, als er nu twee mensen zijn die mij in de meest fundamentele zin op weg hebben gezet, dan zijn jullie dat. Gaande van letterlijk op de wereld zetten tot mij steunen in alles wat ik doe, in echt alle facetten van het leven. Om jullie te bedanken voor alles wat jullie gedaan hebben, is de beschikbare hoeveelheid briefpapier op deze wereld helaas te klein, maar hoewel ik het niet altijd zeg, ben ik jullie enorm dankbaar voor alles wat jullie al voor mij gedaan hebben en dat is echt een hele hele hoop. Tot slot, een gemeende dankuwel aan een reeks geweldige vrienden. Of ik jullie nu ken via muziekscholen, zomerkampen, orkesten, bands, middelbare school of nog iets totaal anders. Overal ken ik wel speciale mensen met wie ik geniale tijden heb meegemaakt. Bedankt vrienden en op naar nog meer van dat! Steven Verbruggen Gent, mei 2015 Contents 1 Introduction and outline 1 2 Overview of relevant literature 3 2.1 Micropeptides, what is it about? . 3 2.2 Identification of sORFs and micropeptides . 4 2.2.1 Computational prediction . 5 2.2.2 Mass spectrometry . 6 2.2.3 Ribosome profiling . 7 2.2.4 Conclusions on sORF identification . 12 2.3 Categories of sORFs . 12 2.3.1 Inside non-coding RNAs (ncRNAs) . 12 2.3.2 Intergenic sORFs . 13 2.3.3 Upstream sORFs (uORFs) . 13 2.3.4 Downstream sORFs . 14 2.3.5 Overlapping a coding sequence .
Load more

Recommended publications
  • A Computational Approach for Defining a Signature of Β-Cell Golgi Stress in Diabetes Mellitus
    Page 1 of 781 Diabetes A Computational Approach for Defining a Signature of β-Cell Golgi Stress in Diabetes Mellitus Robert N. Bone1,6,7, Olufunmilola Oyebamiji2, Sayali Talware2, Sharmila Selvaraj2, Preethi Krishnan3,6, Farooq Syed1,6,7, Huanmei Wu2, Carmella Evans-Molina 1,3,4,5,6,7,8* Departments of 1Pediatrics, 3Medicine, 4Anatomy, Cell Biology & Physiology, 5Biochemistry & Molecular Biology, the 6Center for Diabetes & Metabolic Diseases, and the 7Herman B. Wells Center for Pediatric Research, Indiana University School of Medicine, Indianapolis, IN 46202; 2Department of BioHealth Informatics, Indiana University-Purdue University Indianapolis, Indianapolis, IN, 46202; 8Roudebush VA Medical Center, Indianapolis, IN 46202. *Corresponding Author(s): Carmella Evans-Molina, MD, PhD ([email protected]) Indiana University School of Medicine, 635 Barnhill Drive, MS 2031A, Indianapolis, IN 46202, Telephone: (317) 274-4145, Fax (317) 274-4107 Running Title: Golgi Stress Response in Diabetes Word Count: 4358 Number of Figures: 6 Keywords: Golgi apparatus stress, Islets, β cell, Type 1 diabetes, Type 2 diabetes 1 Diabetes Publish Ahead of Print, published online August 20, 2020 Diabetes Page 2 of 781 ABSTRACT The Golgi apparatus (GA) is an important site of insulin processing and granule maturation, but whether GA organelle dysfunction and GA stress are present in the diabetic β-cell has not been tested. We utilized an informatics-based approach to develop a transcriptional signature of β-cell GA stress using existing RNA sequencing and microarray datasets generated using human islets from donors with diabetes and islets where type 1(T1D) and type 2 diabetes (T2D) had been modeled ex vivo. To narrow our results to GA-specific genes, we applied a filter set of 1,030 genes accepted as GA associated.
    [Show full text]
  • Comprehensive Genome Methylation Analysis in Bladder Cancer: Identification and Validation of Novel Methylated Genes and Application of These As Urinary Tumor Markers
    Published OnlineFirst July 25, 2011; DOI: 10.1158/1078-0432.CCR-10-2659 Clinical Cancer Human Cancer Biology Research Comprehensive Genome Methylation Analysis in Bladder Cancer: Identification and Validation of Novel Methylated Genes and Application of These as Urinary Tumor Markers Thomas Reinert1, Charlotte Modin1, Francisco M. Castano1, Philippe Lamy1, Tomasz K. Wojdacz4, Lise Lotte Hansen4, Carsten Wiuf3, Michael Borre2, Lars Dyrskjøt1, and Torben F. Ørntoft1 Abstract Purpose: Epigenetic alterations are common and can now be addressed in a parallel fashion. We investigated the methylation in bladder cancer with respect to location in genome, consistency, variation in metachronous tumors, impact on transcripts, chromosomal location, and usefulness as urinary markers. Experimental Design: A microarray assay was utilized to analyze methylation in 56 samples. Inde- pendent validation was conducted in 63 samples by a PCR-based method and bisulfite sequencing. The methylation levels in 174 urine specimens were quantified. Transcript levels were analyzed using expression microarrays and pathways were analyzed using dedicated software. Results: Global methylation patterns were established within and outside CpG islands. We validated methylation of the eight tumor markers genes ZNF154 (P < 0.0001), HOXA9 (P < 0.0001), POU4F2 (P < 0.0001), EOMES (P ¼ 0.0005), ACOT11 (P ¼ 0.0001), PCDHGA12 (P ¼ 0.0001), CA3 (P ¼ 0.0002), and PTGDR (P ¼ 0.0110), the candidate marker of disease progression TBX4 (P < 0.04), and other genes with stage-specific methylation. The methylation of metachronous tumors was stable and targeted to certain pathways. The correlation to expression was not stringent. Chromosome 21 showed most differential methylation (P < 0.0001) and specifically hypomethylation of keratins, which together with keratin-like proteins were epigenetically regulated.
    [Show full text]
  • WO 2019/079361 Al 25 April 2019 (25.04.2019) W 1P O PCT
    (12) INTERNATIONAL APPLICATION PUBLISHED UNDER THE PATENT COOPERATION TREATY (PCT) (19) World Intellectual Property Organization I International Bureau (10) International Publication Number (43) International Publication Date WO 2019/079361 Al 25 April 2019 (25.04.2019) W 1P O PCT (51) International Patent Classification: CA, CH, CL, CN, CO, CR, CU, CZ, DE, DJ, DK, DM, DO, C12Q 1/68 (2018.01) A61P 31/18 (2006.01) DZ, EC, EE, EG, ES, FI, GB, GD, GE, GH, GM, GT, HN, C12Q 1/70 (2006.01) HR, HU, ID, IL, IN, IR, IS, JO, JP, KE, KG, KH, KN, KP, KR, KW, KZ, LA, LC, LK, LR, LS, LU, LY, MA, MD, ME, (21) International Application Number: MG, MK, MN, MW, MX, MY, MZ, NA, NG, NI, NO, NZ, PCT/US2018/056167 OM, PA, PE, PG, PH, PL, PT, QA, RO, RS, RU, RW, SA, (22) International Filing Date: SC, SD, SE, SG, SK, SL, SM, ST, SV, SY, TH, TJ, TM, TN, 16 October 2018 (16. 10.2018) TR, TT, TZ, UA, UG, US, UZ, VC, VN, ZA, ZM, ZW. (25) Filing Language: English (84) Designated States (unless otherwise indicated, for every kind of regional protection available): ARIPO (BW, GH, (26) Publication Language: English GM, KE, LR, LS, MW, MZ, NA, RW, SD, SL, ST, SZ, TZ, (30) Priority Data: UG, ZM, ZW), Eurasian (AM, AZ, BY, KG, KZ, RU, TJ, 62/573,025 16 October 2017 (16. 10.2017) US TM), European (AL, AT, BE, BG, CH, CY, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, FR, GB, GR, HR, HU, ΓΕ , IS, IT, LT, LU, LV, (71) Applicant: MASSACHUSETTS INSTITUTE OF MC, MK, MT, NL, NO, PL, PT, RO, RS, SE, SI, SK, SM, TECHNOLOGY [US/US]; 77 Massachusetts Avenue, TR), OAPI (BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GQ, GW, Cambridge, Massachusetts 02139 (US).
    [Show full text]
  • Polysome-Profiling in Small Tissue Samples
    bioRxiv preprint doi: https://doi.org/10.1101/104596; this version posted February 1, 2017. The copyright holder for this preprint (which was not certified by peer review) is the author/funder. All rights reserved. No reuse allowed without permission. Polysome-profiling in small tissue samples Shuo Liang1,#, Hermano Bellato2,#, Julie Lorent1,#, Fernanda Lupinacci2, Vincent Van Hoef1, Laia Masvidal1,*, Glaucia Hajj2,* and Ola Larsson1,* 1. Department of Oncology-Pathology, Karolinska Institutet, Stockholm, 171 77, Sweden 2. International Research Center, A.C. Camargo Cancer Center, São Paulo, Brazil # Equally contributing authors * Correspondence: Laia Masvidal ([email protected]), Glaucia Hajj ([email protected]) and Ola Larsson ([email protected]) ABSTRACT Polysome-profiling is commonly used to study genome wide patterns of translational efficiency, i.e. the translatome. The standard approach for collecting efficiently translated polysome-associated RNA results in laborious extraction of RNA from a large volume spread across multiple fractions. This property makes polysome-profiling inconvenient for larger experimental designs or samples with low RNA amounts such as primary cells or frozen tissues. To address this we optimized a non-linear sucrose gradient which reproducibly enriches for mRNAs associated with >3 ribosomes in only one or two fractions, thereby reducing sample handling 5-10 fold. The technique can be applied to cells and frozen tissue samples from biobanks, and generates RNA with a quality reflecting the starting material. When coupled with smart-seq2, a single-cell RNA sequencing technique, translatomes from small tissue samples can be obtained. Translatomes acquired using optimized non-linear gradients are very similar to those obtained when applying linear gradients.
    [Show full text]
  • Supplementary Table S4. FGA Co-Expressed Gene List in LUAD
    Supplementary Table S4. FGA co-expressed gene list in LUAD tumors Symbol R Locus Description FGG 0.919 4q28 fibrinogen gamma chain FGL1 0.635 8p22 fibrinogen-like 1 SLC7A2 0.536 8p22 solute carrier family 7 (cationic amino acid transporter, y+ system), member 2 DUSP4 0.521 8p12-p11 dual specificity phosphatase 4 HAL 0.51 12q22-q24.1histidine ammonia-lyase PDE4D 0.499 5q12 phosphodiesterase 4D, cAMP-specific FURIN 0.497 15q26.1 furin (paired basic amino acid cleaving enzyme) CPS1 0.49 2q35 carbamoyl-phosphate synthase 1, mitochondrial TESC 0.478 12q24.22 tescalcin INHA 0.465 2q35 inhibin, alpha S100P 0.461 4p16 S100 calcium binding protein P VPS37A 0.447 8p22 vacuolar protein sorting 37 homolog A (S. cerevisiae) SLC16A14 0.447 2q36.3 solute carrier family 16, member 14 PPARGC1A 0.443 4p15.1 peroxisome proliferator-activated receptor gamma, coactivator 1 alpha SIK1 0.435 21q22.3 salt-inducible kinase 1 IRS2 0.434 13q34 insulin receptor substrate 2 RND1 0.433 12q12 Rho family GTPase 1 HGD 0.433 3q13.33 homogentisate 1,2-dioxygenase PTP4A1 0.432 6q12 protein tyrosine phosphatase type IVA, member 1 C8orf4 0.428 8p11.2 chromosome 8 open reading frame 4 DDC 0.427 7p12.2 dopa decarboxylase (aromatic L-amino acid decarboxylase) TACC2 0.427 10q26 transforming, acidic coiled-coil containing protein 2 MUC13 0.422 3q21.2 mucin 13, cell surface associated C5 0.412 9q33-q34 complement component 5 NR4A2 0.412 2q22-q23 nuclear receptor subfamily 4, group A, member 2 EYS 0.411 6q12 eyes shut homolog (Drosophila) GPX2 0.406 14q24.1 glutathione peroxidase
    [Show full text]
  • Using Ribosome Profiling to Quantify Differences in Protein Expression
    bioRxiv preprint doi: https://doi.org/10.1101/501478; this version posted December 19, 2018. The copyright holder for this preprint (which was not certified by peer review) is the author/funder, who has granted bioRxiv a license to display the preprint in perpetuity. It is made available under aCC-BY 4.0 International license. 1 Using ribosome profiling to quantify differences in protein expression: 2 a case study in Saccharomyces cerevisiae oxidative stress conditions 3 4 5 William R. Blevins1,#, Teresa Tavella1,#, Simone G. Moro1, Bernat Blasco-Moreno2, 6 Adrià Closa-Mosquera2, Juana Díez2, Lucas B. Carey2, M. Mar Albà1,2,3,* 7 8 1Evolutionary Genomics Groups, Research Programme on Biomedical Informatics (GRIB), Hospital del 9 Mar Research Institute (IMIM), Barcelona, Spain 10 2Health and Experimental Sciences Department, Universitat Pompeu Fabra(UPF), Barcelona, Spain 11 3Catalan Institution for Research and Advanced Studies (ICREA), Barcelona, Spain. 12 #Shared first co-authorship 13 *To whom correspondence should be addressed. 14 Running title: differential gene translation 15 Keywords: differential gene expression, ribosome profiling, RNA-Seq, translation, oxidative stress 1 bioRxiv preprint doi: https://doi.org/10.1101/501478; this version posted December 19, 2018. The copyright holder for this preprint (which was not certified by peer review) is the author/funder, who has granted bioRxiv a license to display the preprint in perpetuity. It is made available under aCC-BY 4.0 International license. 16 Abstract 17 18 Cells respond to changes in the environment by modifying the concentration of specific 19 proteins. Paradoxically, the cellular response is usually examined by measuring variations 20 in transcript abundance by high throughput RNA sequencing (RNA-Seq), instead of 21 directly measuring protein concentrations.
    [Show full text]
  • Prediction of Host-Virus Interaction Networks
    Prediction of host-virus interaction networks Janet M. Doolittle A dissertation submitted to the faculty of the University of North Carolina at Chapel Hill in partial fulfillment of the requirements for the degree of Doctor of Philosophy in the Curriculum of Bioinformatics and Computational Biology. Chapel Hill 2012 Approved by: Tim Elston, PhD Shawn Gomez, Eng.Sc.D. Klaus Hahn, PhD Keith Burridge, PhD Anne Taylor, PhD Jennifer Webster-Cyriaque, PhD ©2012 Janet M. Doolittle ALL RIGHTS RESERVED ii ABSTRACT JANET DOOLITTLE: Prediction of host-virus interaction networks (Under the direction of Shawn Gomez) As with other viral pathogens, HIV-1 and dengue virus (DENV) are dependent on their hosts for the bulk of the functions necessary for viral survival and replication. Thus, successful infection depends on the pathogen's ability to manipulate the biological pathways and processes of the organism it infects, while avoiding elimination by the immune system. Protein-protein interactions are one avenue through which viruses can connect with and exploit these host cellular pathways and processes. We developed a computational approach to predict interactions between HIV and human proteins based on structural similarity of 9 HIV-1 proteins to human proteins having known interactions. Using functional data from RNAi studies as a filter, we generated over 2,000 interaction predictions between HIV proteins and 406 unique human proteins. Additional filtering based on Gene Ontology cellular component annotation reduced the number of predictions to 502 interactions involving 137 human proteins. We find numerous known interactions as well as novel interactions showing significant functional relevance based on supporting Gene Ontology and literature evidence.
    [Show full text]
  • Super-Resolution Ribosome Profiling Reveals Unannotated Translation Events in Arabidopsis
    Super-resolution ribosome profiling reveals unannotated translation events in Arabidopsis Polly Yingshan Hsua, Lorenzo Calviellob,c, Hsin-Yen Larry Wud,1, Fay-Wei Lia,e,f,1, Carl J. Rothfelse,f, Uwe Ohlerb,c, and Philip N. Benfeya,g,2 aDepartment of Biology, Duke University, Durham, NC 27708; bBerlin Institute for Medical Systems Biology, Max Delbrück Center for Molecular Medicine, 13125 Berlin, Germany; cDepartment of Biology, Humboldt Universität zu Berlin, 10099 Berlin, Germany; dBioinformatics Research Center and Department of Statistics, North Carolina State University, Raleigh, NC 27695; eUniversity Herbarium, University of California, Berkeley, CA 94720; fDepartment of Integrative Biology, University of California, Berkeley, CA 94720; and gHoward Hughes Medical Institute, Duke University, Durham, NC 27708 Contributed by Philip N. Benfey, September 13, 2016 (sent for review June 30, 2016; reviewed by Pam J. Green and Albrecht G. von Arnim) Deep sequencing of ribosome footprints (ribosome profiling) maps and contaminants. Several metrics associated with translation have and quantifies mRNA translation. Because ribosomes decode mRNA been exploited (11), for example, the following: (i)ribosomesre- every 3 nt, the periodic property of ribosome footprints could be lease after encountering a stop codon (9), (ii) local enrichment of used to identify novel translated ORFs. However, due to the limited footprints within the predicted ORF (4, 13), (iii) ribosome footprint resolution of existing methods, the 3-nt periodicity is observed length distribution (7), and (iv) 3-nt periodicity displayed by trans- mostly in a global analysis, but not in individual transcripts. Here, we lating ribosomes (2, 6, 10, 14, 15). Among these features, some work report a protocol applied to Arabidopsis that maps over 90% of the well in distinguishing groups of coding vs.
    [Show full text]
  • Integrated Analyses of Translatome and Proteome Identify the Rules of Translation Selectivity in RPS14-Deficient Cells
    ARTICLE Red Cell Biology and its Disorders Integrated analyses of translatome and Ferrata Storti Foundation proteome identify the rules of translation selectivity in RPS14-deficient cells Ismael Boussaid,1 Salomé Le Goff,1,2,* Célia Floquet,1,* Emilie-Fleur Gautier,1,3 Anna Raimbault,1 Pierre-Julien Viailly,4 Dina Al Dulaimi,1 Barbara Burroni,5 Isabelle Dusanter-Fourt,1 Isabelle Hatin,6 Patrick Mayeux,1,2,3,# Bertrand Cosson7,# and Michaela Fontenay1,2,3,4,8 Haematologica 2021 1 Université de Paris, Institut Cochin, CNRS UMR 8104, INSERM U1016, Paris; Volume 106(3):746-758 2Laboratoire d’Excellence du Globule Rouge GR-Ex, Université de Paris, Paris; 3Proteomic Platform 3P5, Université de Paris, Paris; 4Centre Henri-Becquerel, Institut de Recherche et d’Innovation Biomedicale de Haute Normandie, INSERM U1245, Rouen; 5Assistance Publique-Hôpitaux de Paris, Centre-Université de Paris - Cochin, Service de Pathologie, Paris; 6Institute for Integrative Biology of the Cell (I2BC), CEA, CNRS, Université de Paris-Sud, Université Paris-Saclay, Gif-sur-Yvette Cedex; 7Université de Paris, Epigenetics and Cell Fate, CNRS UMR 7216, Paris and 8Assistance Publique- Hôpitaux de Paris, Centre-Université de Paris - Hôpital Cochin, Service d’Hématologie Biologique, Paris, France *SLG and CF contributed equally to this work. #PM and BC contributed equally as co-senior authors. ABSTRACT n ribosomopathies, the Diamond-Blackfan anemia (DBA) or 5q- syn- drome, ribosomal protein (RP) genes are affected by mutation or deletion, Iresulting in bone marrow erythroid hypoplasia. Unbalanced production of ribosomal subunits leading to a limited ribosome cellular content regu- lates translation at the expense of the master erythroid transcription factor GATA1.
    [Show full text]
  • Minireview: Novel Micropeptide Discovery by Proteomics and Deep Sequencing Methods
    fgene-12-651485 May 6, 2021 Time: 11:28 # 1 MINI REVIEW published: 06 May 2021 doi: 10.3389/fgene.2021.651485 Minireview: Novel Micropeptide Discovery by Proteomics and Deep Sequencing Methods Ravi Tharakan1* and Akira Sawa2,3 1 National Institute on Aging, National Institutes of Health, Baltimore, MD, United States, 2 Departments of Psychiatry, Neuroscience, Biomedical Engineering, and Genetic Medicine, Johns Hopkins University School of Medicine, Baltimore, MD, United States, 3 Department of Mental Health, Johns Hopkins Bloomberg School of Public Health, Baltimore, MD, United States A novel class of small proteins, called micropeptides, has recently been discovered in the genome. These proteins, which have been found to play important roles in many physiological and cellular systems, are shorter than 100 amino acids and were overlooked during previous genome annotations. Discovery and characterization of more micropeptides has been ongoing, often using -omics methods such as proteomics, RNA sequencing, and ribosome profiling. In this review, we survey the recent advances in the micropeptides field and describe the methodological and Edited by: conceptual challenges facing future micropeptide endeavors. Liangliang Sun, Keywords: micropeptides, miniproteins, proteogenomics, sORF, ribosome profiling, proteomics, genomics, RNA Michigan State University, sequencing United States Reviewed by: Yanbao Yu, INTRODUCTION J. Craig Venter Institute (Rockville), United States The sequencing and publication of complete genomic sequences of many organisms have aided Hongqiang Qin, the medical sciences greatly, allowing advances in both human genetics and the biology of human Dalian Institute of Chemical Physics, Chinese Academy of Sciences, China disease, as well as a greater understanding of the biology of human pathogens (Firth and Lipkin, 2013).
    [Show full text]
  • Mai Muudatuntuu Ti on Man Mini
    MAIMUUDATUNTUU US009809854B2 TI ON MAN MINI (12 ) United States Patent ( 10 ) Patent No. : US 9 ,809 ,854 B2 Crow et al. (45 ) Date of Patent : Nov . 7 , 2017 Whitehead et al. (2005 ) Variation in tissue - specific gene expression ( 54 ) BIOMARKERS FOR DISEASE ACTIVITY among natural populations. Genome Biology, 6 :R13 . * AND CLINICAL MANIFESTATIONS Villanueva et al. ( 2011 ) Netting Neutrophils Induce Endothelial SYSTEMIC LUPUS ERYTHEMATOSUS Damage , Infiltrate Tissues, and Expose Immunostimulatory Mol ecules in Systemic Lupus Erythematosus . The Journal of Immunol @(71 ) Applicant: NEW YORK SOCIETY FOR THE ogy , 187 : 538 - 552 . * RUPTURED AND CRIPPLED Bijl et al. (2001 ) Fas expression on peripheral blood lymphocytes in MAINTAINING THE HOSPITAL , systemic lupus erythematosus ( SLE ) : relation to lymphocyte acti vation and disease activity . Lupus, 10 :866 - 872 . * New York , NY (US ) Crow et al . (2003 ) Microarray analysis of gene expression in lupus. Arthritis Research and Therapy , 5 :279 - 287 . * @(72 ) Inventors : Mary K . Crow , New York , NY (US ) ; Baechler et al . ( 2003 ) Interferon - inducible gene expression signa Mikhail Olferiev , Mount Kisco , NY ture in peripheral blood cells of patients with severe lupus . PNAS , (US ) 100 ( 5 ) : 2610 - 2615. * GeneCards database entry for IFIT3 ( obtained from < http : / /www . ( 73 ) Assignee : NEW YORK SOCIETY FOR THE genecards. org /cgi - bin / carddisp .pl ? gene = IFIT3 > on May 26 , 2016 , RUPTURED AND CRIPPLED 15 pages ) . * Navarra et al. (2011 ) Efficacy and safety of belimumab in patients MAINTAINING THE HOSPITAL with active systemic lupus erythematosus : a randomised , placebo FOR SPECIAL SURGERY , New controlled , phase 3 trial . The Lancet , 377 :721 - 731. * York , NY (US ) Abramson et al . ( 1983 ) Arthritis Rheum .
    [Show full text]
  • Efficient Analysis of Mammalian Polysomes in Cells and Tissues
    TOOLS AND RESOURCES Efficient analysis of mammalian polysomes in cells and tissues using Ribo Mega-SEC Harunori Yoshikawa1†, Mark Larance1,2†, Dylan J Harney2, Ramasubramanian Sundaramoorthy1, Tony Ly1,3, Tom Owen-Hughes1, Angus I Lamond1* 1Centre for Gene Regulation and Expression, School of Life Sciences, University of Dundee, Dundee, United Kingdom; 2Charles Perkins Centre, School of Life and Environmental Sciences, University of Sydney, Sydney, Australia; 3Wellcome Centre for Cell Biology, University of Edinburgh, Edinburgh, United Kingdom Abstract We describe Ribo Mega-SEC, a powerful approach for the separation and biochemical analysis of mammalian polysomes and ribosomal subunits using Size Exclusion Chromatography and uHPLC. Using extracts from either cells, or tissues, polysomes can be separated within 15 min from sample injection to fraction collection. Ribo Mega-SEC shows translating ribosomes exist predominantly in polysome complexes in human cell lines and mouse liver tissue. Changes in polysomes are easily quantified between treatments, such as the cellular response to amino acid starvation. Ribo Mega-SEC is shown to provide an efficient, convenient and highly reproducible method for studying functional translation complexes. We show that Ribo Mega-SEC is readily combined with high-throughput MS-based proteomics to characterize proteins associated with polysomes and ribosomal subunits. It also facilitates isolation of complexes for electron microscopy and structural studies. *For correspondence: DOI: https://doi.org/10.7554/eLife.36530.001 [email protected] †These authors contributed equally to this work Introduction Competing interests: The The ribosome is a large RNA-protein complex, comprising four ribosomal RNAs (rRNAs) and >80 authors declare that no ribosomal proteins (RPs), which coordinates mRNA-templated protein synthesis.
    [Show full text]