DOCSLIB.ORG

The Phosphorolytic Activity of the Exosome Core Complex Contributes to Rrna Maturation in Arabidopsis Thaliana Natalia Sikorska

Total Page：16

File Type：pdf, Size：1020Kb

Download full-text PDF Read full-text
The Phosphorolytic Activity of the Exosome Core Complex Contributes to Rrna Maturation in Arabidopsis Thaliana Natalia Sikorska The phosphorolytic activity of the exosome core complex contributes to rRNA maturation in Arabidopsis thaliana Natalia Sikorska To cite this version: Natalia Sikorska. The phosphorolytic activity of the exosome core complex contributes to rRNA maturation in Arabidopsis thaliana. Biochemistry, Molecular Biology. Université de Strasbourg, 2016. English. NNT : 2016STRAJ070. tel-02003417 HAL Id: tel-02003417 https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-02003417 Submitted on 1 Feb 2019 HAL is a multi-disciplinary open access L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est archive for the deposit and dissemination of sci- destinée au dépôt et à la diffusion de documents entific research documents, whether they are pub- scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, lished or not. The documents may come from émanant des établissements d’enseignement et de teaching and research institutions in France or recherche français ou étrangers, des laboratoires abroad, or from public or private research centers. publics ou privés. UNIVERSITÉ DE STRASBOURG ECOLE DOCTORALE DE LA VIE ET DE LA SANTE L’Institut de biologie moléculaire des plantes, CNRS THÈSE présentée par : Natalia SIKORSKA soutenue le 30 Septembre 2016 pour obtenir le grade de : Docteur de l’université de Strasbourg Spécialité : Aspects Moléculaires et Cellulaires de la Biologie The phosphorolytic activity of the exosome core complex contributes to rRNA maturation in Arabidopsis thaliana THÈSE dirigée par : Dr GAGLIARDI Dominique Directeur de recherche, Université de Strasbourg RAPPORTEURS : Dr BOUSQUET-ANTONELLI Cécile Directrice de recherche, Université de Perpignan Dr KUFEL Joanna Professeur, Université de Varsovie AUTRES MEMBRES DU JURY : Dr ROMBY Pascale Directrice de recherche, Université de Strasbourg Table of contents <8 ! $$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$* 3 %$*.*33333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333< 3 (%#*( ") *%+!(/%* .%)%#)3333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333> 3 ) 33333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333> 3 )333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333> 3 (".%)%#333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333? 3 )*(+*+("%($ 0* %$%+!(/%* .%)%#)3333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333A 3 &"$*.%)%#33333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333C %#&%) * %$%*.%)%#%(%#&". $ 33333333333333333333333333333333333333333C =8 "$*D#/*"/* ""/* ,3333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333<; 3 %$+"))))% *- */)*$+#$.%)%#)33333333333333333333333333333333333333333333333<= 3 $%65.%( %$+")(&??5 )>3333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333<> .%( %$+")(&A3333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333<? 3 %#&%) * %$$"%" 0* %$%.%)%#%#&".) $/)*$+#$3333333333333333333333333333333333<@ 3 %%* %$%(&??$(&A333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333<@ 3 (&A$(&??5 )>*(* )* $*$%,("&& $.%)%#4))+)*(*)3333333333333333333333333333333<B 3 "$*%#%"%+)%(&??&$(&A&333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333<D 3 .%)%#%*%()333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333== 3 " )! =$* %#&".33333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333=> 3 " ) ?333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333=? <8 %#&".33333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333=@ =8 %#&".33333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333=A 3 +$* %$)%*.%)%# $( %)%#"&(%)) $33333333333333333333333333333333333333333333333333333=B 3 .%)%##%$ *%()("/)*&)%(&(%)) $3333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333=D 3 .%)%#$*A, ($*(%") $*(* %$%<C&(+()%()33333333333333333>; 3 .%)%# )('+ (%(*" # $* %$%*@433333333333333333333333333333333333333333333333333333333333>= 3 .%)%#%$*( +*)*%&(%)) $%@3C(333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333>> =8 $$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$,. >8 ! $$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$,/ *$ !# # " # 1 ! $$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$,/ 3 &%)&*%%( $* %$) * )%$)(, $"""$&"$*?<&(%* $)33333333333333333>B 3 (*( 0* %$%&"$*" $).&()) $- "6*/&$#+**,() %$)%*?<3333>C 2 Acknowledgments First and foremost, I want to thank my two great supervisors, Gag and Heike. For all the support, attention, great discussions, luxury experiments ;) and for my PhD project, which I loved to work on. I would like to thank all the members of the Jury, Cécile Bousquet-Antonelli, Joanna Kufel and Pascale Romby, to have accepted to evaluate the work presented in this manuscript. The members of our group have contributed immensely to my personal and professional time here in IBMP. I was very happy to share the lab with our 306 “core team”, Carlos, Caro, Hélène and little Hélène. There are also unforgettable former members, Pawel, Pierre and Gaetan, and new members, Clara and Damian. It was great to work around you guys. I was lucky to be a member of our team. I would also like to thank Todd, Jean, Clémentine, Marion and Marco, for interesting discussions, great ideas and support. Lastly, I would like to thank my parents for all their love and encouragement. This manuscript is based upon work supported by LabEx NetRNA. 1 .&()) %$%- "6*/&$*"/* $* ,?<&(%* $)33333333333333333333333333333333333333333333333333333>C $ 333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333>C 3 "6*/&$#+**?<&(%* $))%-) # "( $*(""+"( )*( +* %$)3333333333333333333333333>D 3 %*?<$?< 6*6( $%(&%(* $*% #%"+"(- *%#&".)3333333333333?; 3 "",() %$)%*?<( $%(&%(* $*%D%#&".)33333333333333333333333333333333333333333333333333?< 3 %$"+) %$)$( )+)) %$33333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333?= +$ # " # 1 $$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$-. 3 &"$*.%)%# )*"/* ""/* ,33333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333?@ 3 *?< )**"/* ""/* ,)++$ *%&"$*%(.%)%#33333333333333333333333333333333333333333333333?@ 3 * , */%?< ) =E6&$$*33333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333?A 3 * , */%?< ) $ */=E33333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333?B 3 * , */%?< ) $ */333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333?B 3 D)&%)&%(%"/* * , */33333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333?C 3 D)* , */ )&%)&*6&$$*3333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333? C 3 (* %$/D("))$+"%) &%)&*)7)8333333333333333333333333333333333333333333?D 3 "$*.%)%#)$ $*( $) & */*%)/$*) 0* ")33333333333333333333333333333333333333333333333333@; 3 "$*D4))+)*(*)& */3333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333@; 3 "$*.%)%#$)/$*) 0* ")+) $$/%%+($+"%) &%)&*)3333333333333333333@; 3 "$*D&(($* ""/()%" %+( /"*)+)*(*)3333333333333333333333333333333333333333333333333333@= 3 "$*D) )*( +* ,* , */3333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333@? ,$ 1 " # ! #& ! '.% ( !'&.$0 ($$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$./ 3 ( %&) )#+*$*" $)*%)*+/ #&*%** , */%?<%$( %)%#" &(%)) $3333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333@C 3 * , */%&"$*D%$*( +*)*%*" # $* %$%@43333333333333333333333333333333333333A< 3 D* , */$(*)*)#"")*6<(#$*33333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333A< 3 * ?2*??2*A =$D%%&(*%(*(* %$%@4333333333333333333333333A> 3 * , */%&"$*D%$*( +*)*%*&(%)) $%@3C(&(+()%()3333333333333AB 3 " )* ? )(+ "%( $*&(%)) $%@3C(&(+()%()333333333333333333333333AB 3 D%$*( +*)*%*( ## $%@3C(&(+()%()3333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333AC 3 D2*??$*A =%%&(*%(*( ## $%@3C(&(+()%()3333333333333333333333333AD ?8 ! "$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$/+ 3 "$*D)&%)&%(%"/* * , */%$((/*?<33333333333333333333333333333333333333333333333333B= 3 %**"* , */%*?? $D&(&(* %$)3333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333B> 3 (*??2*A$D* , * ) $*(%$$*1333333333333333333333333333333333333333333333333333333333B? 3 %)D)/$*) 0* ") 133333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333BA 3 D&(($* ""/()%" %78=<%,(%" %78=<)+)*(* 33333333C;
Load more

Recommended publications
  • Evidence for in Vivo Modulation of Chloroplast RNA Stability by 3؅-UTR Homopolymeric Tails in Chlamydomonas Reinhardtii
    Evidence for in vivo modulation of chloroplast RNA stability by 3؅-UTR homopolymeric tails in Chlamydomonas reinhardtii Yutaka Komine*, Elise Kikis*, Gadi Schuster†, and David Stern*‡ *Boyce Thompson Institute for Plant Research, Cornell University, Ithaca, NY 14853; and †Department of Biology, Technion–Israel Institute of Technology, Haifa 32000, Israel Edited by Lawrence Bogorad, Harvard University, Cambridge, MA, and approved January 8, 2002 (received for review June 27, 2001) Polyadenylation of synthetic RNAs stimulates rapid degradation in synthesizes and degrades poly(A) tails (13). E. coli, by contrast, vitro by using either Chlamydomonas or spinach chloroplast extracts. encodes a poly(A) polymerase. These differences may reflect the Here, we used Chlamydomonas chloroplast transformation to test the evolution of the chloroplast to a compartment whose gene effects of mRNA homopolymer tails in vivo, with either the endog- regulation is controlled by the nucleus. enous atpB gene or a version of green fluorescent protein developed Unlike eukaryotic poly(A) tails, the roles of 3Ј-UTR tails in for chloroplast expression as reporters. Strains were created in which, prokaryotic gene expression are largely unexplored, although after transcription of atpB or gfp, RNase P cleavage occurred upstream they are widely distributed in microorganisms including cya- Glu of an ectopic tRNA moiety, thereby exposing A28,U25A3,[A؉U]26, nobacteria (14). Polyadenylated mRNAs have also been found in or A3 tails. Analysis of these strains showed that, as expected, both plant (15, 16) and animal mitochondria (17). The functions polyadenylated transcripts failed to accumulate, with RNA being of these tails have mostly been tested in vitro, which has undetectable either by filter hybridization or reverse transcriptase– highlighted RNA degradation but not interactions with other PCR.
    [Show full text]
  • Exosome-Mediated Recognition and Degradation of Mrnas Lacking A
    R EPORTS wild-type PGK1 mRNA was synthesized with a poly(A) tail of approximately 70 residues and Exosome-Mediated Recognition was subsequently deadenylated slowly (Fig. 2A) (12). In contrast, nonstop-PGK1 transcripts dis- and Degradation of mRNAs appeared rapidly without any detectable dead- enylation intermediates (Fig. 2B). In addition, in Lacking a Termination Codon a ski7⌬ strain, the nonstop mRNA persisted as a fully polyadenylated species for 8 to 10 min Ambro van Hoof,1,2* Pamela A. Frischmeyer,1,3 Harry C. Dietz,1,3 before disappearing (Fig. 2C). These data indi- Roy Parker1,2* cate that exosome function is required for rapid degradation of both the poly(A) tail and the One role of messenger RNA (mRNA) degradation is to maintain the fidelity of body of the mRNA. Based on these observa- gene expression by degrading aberrant transcripts. Recent results show that tions, we suggest that nonstop mRNAs are rap- mRNAs without translation termination codons are unstable in eukaryotic cells. idly degraded in a 3Ј-to-5Ј direction by the We used yeast mutants to demonstrate that these “nonstop” mRNAs are exosome, beginning at the 3Ј end of the poly(A) degraded by the exosome in a 3Ј-to-5Ј direction. The degradation of nonstop tail (13). transcripts requires the exosome-associated protein Ski7p. Ski7p is closely Two observations suggest a mechanism by related to the translation elongation factor EF1A and the translation termi- which nonstop mRNAs are specifically recog- nation factor eRF3. This suggests that the recognition of nonstop mRNAs nized and targeted for destruction by the exo- involves the binding of Ski7p to an empty aminoacyl-(RNA-binding) site (A site) some.
    [Show full text]
  • RNA Surveillance by the Nuclear RNA Exosome: Mechanisms and Significance
    non-coding RNA Review RNA Surveillance by the Nuclear RNA Exosome: Mechanisms and Significance Koichi Ogami 1,* ID , Yaqiong Chen 2 and James L. Manley 2 1 Department of Biological Chemistry, Graduate School of Pharmaceutical Sciences, Nagoya City University, Nagoya 467-8603, Japan 2 Department of Biological Sciences, Columbia University, New York, NY 10027, USA; [email protected] (Y.C.); [email protected] (J.L.M.) * Correspondence: [email protected]; Tel.: +81-52-836-3665 Received: 8 February 2018; Accepted: 8 March 2018; Published: 11 March 2018 Abstract: The nuclear RNA exosome is an essential and versatile machinery that regulates maturation and degradation of a huge plethora of RNA species. The past two decades have witnessed remarkable progress in understanding the whole picture of its RNA substrates and the structural basis of its functions. In addition to the exosome itself, recent studies focusing on associated co-factors have been elucidating how the exosome is directed towards specific substrates. Moreover, it has been gradually realized that loss-of-function of exosome subunits affect multiple biological processes, such as the DNA damage response, R-loop resolution, maintenance of genome integrity, RNA export, translation, and cell differentiation. In this review, we summarize the current knowledge of the mechanisms of nuclear exosome-mediated RNA metabolism and discuss their physiological significance. Keywords: exosome; RNA surveillance; RNA processing; RNA degradation 1. Introduction Regulation of RNA maturation and degradation is a crucial step in gene expression. The nuclear RNA exosome has a central role in monitoring nearly every type of transcript produced by RNA polymerase I, II, and III (Pol I, II, and III).
    [Show full text]
  • Characterization of the RNA Exosome in Insect Cells
    Characterization of the RNA Exosome in Insect Cells Role in mRNA Surveillance Viktoria Hessle Doctoral Thesis Stockholm, 2011 Department of Molecular Biology and Functional Genomics Stockholm University, Sweden The cover picture shows an immunolabeling experiment with an antibody against the core exosome protein Rrp4 in a salivary gland cell of Chironomus tentans. Viktoria Hessle, 2011 ISBN 978-91-7447-208-0 Printed in Sweden by Universitetsservice US-AB Stockholm 2011 Distributor: Stockholm University Library 1 To my family 2 Table of Contents ABSTRACT ..............................................................................................................................4 LIST OF ARTICLES INCLUDED IN THIS THESIS ......................................................... 5 LIST OF ABBREVIATIONS.................................................................................................. 6 INTRODUCTION.................................................................................................................... 7 NUCLEAR ORGANIZATION IN EUKARYOTIC CELLS............................................... 7 The nuclear envelope, chromatin and the nucleolus ......................................................... 7 Subnuclear compartments ...............................................................................................10 EXPRESSION OF PROTEIN-CODING GENES IN EUKARYOTIC CELLS .............. 15 Co-transcriptional mRNA processing ............................................................................. 16 Coupling
    [Show full text]
  • A Conserved Antiviral Role for a Virus-Induced Cytoplasmic Exosome Complex
    University of Pennsylvania ScholarlyCommons Publicly Accessible Penn Dissertations 2016 A Conserved Antiviral Role For A Virus-Induced Cytoplasmic Exosome Complex Jerome Michael Molleston University of Pennsylvania, [email protected] Follow this and additional works at: https://repository.upenn.edu/edissertations Part of the Allergy and Immunology Commons, Genetics Commons, Immunology and Infectious Disease Commons, Medical Immunology Commons, and the Virology Commons Recommended Citation Molleston, Jerome Michael, "A Conserved Antiviral Role For A Virus-Induced Cytoplasmic Exosome Complex" (2016). Publicly Accessible Penn Dissertations. 2480. https://repository.upenn.edu/edissertations/2480 This paper is posted at ScholarlyCommons. https://repository.upenn.edu/edissertations/2480 For more information, please contact [email protected]. A Conserved Antiviral Role For A Virus-Induced Cytoplasmic Exosome Complex Abstract RNA degradation is a tightly regulated and highly conserved process which selectively targets aberrant RNAs using both 5’ and 3’ exonucleases. The RNAs degraded by this process include viral RNA, but the mechanisms by which viral RNA is identified and ecruitedr to the degradation machinery are incompletely understood. To identify new antiviral genes, we performed RNAi screening of genes with known roles in RNA metabolism in Drosophila cells. We identified the RNA exosome, which targets RNA for 3’ end decay, and two components of the exosome cofactor TRAMP complex, dMtr4 and dZcchc7, as antiviral against a panel of RNA viruses. As these genes are highly conserved, I extended these studies to human cells and found that the exosome as well as TRAMP components hMTR4 and hZCCHC7 are antiviral. While hMTR4 and hZCCHC7 are normally nuclear, I found that infection by cytoplasmic RNA viruses induces their export to cytoplasmic granules, where they form a complex that specifically ecognizr es and induces degradation of viral mRNAs.
    [Show full text]
  • Critical Review of the Evolution of Extracellular Vesicles’ Knowledge: from 1946 to Today
    International Journal of Molecular Sciences Review Critical Review of the Evolution of Extracellular Vesicles’ Knowledge: From 1946 to Today Erica Bazzan 1,*,† , Mariaenrica Tinè 1,† , Alvise Casara 1, Davide Biondini 1, Umberto Semenzato 1 , Elisabetta Cocconcelli 1, Elisabetta Balestro 1, Marco Damin 1, Claudia Maria Radu 2,3 , Graziella Turato 1, Simonetta Baraldo 1 , Paolo Simioni 3 , Paolo Spagnolo 1 , Marina Saetta 1,‡ and Manuel G. Cosio 1,4,‡ 1 Department of Cardiac, Thoracic, Vascular Sciences and Public Health, University of Padova, 35128 Padova, Italy; [email protected] (M.T.); [email protected] (A.C.); [email protected] (D.B.); [email protected] (U.S.); [email protected] (E.C.); [email protected] (E.B.); [email protected] (M.D.); [email protected] (G.T.); [email protected] (S.B.); [email protected] (P.S.); [email protected] (M.S.); [email protected] (M.G.C.) 2 Department of Women’s and Children’s Health, University of Padova, 35128 Padova, Italy; [email protected] 3 Department of Medicine, University of Padova, 35128 Padova, Italy; [email protected] 4 Meakins-Christie Laboratories, Respiratory Division, McGill University, Montreal, QC H3A 0G4, Canada * Correspondence: [email protected]; Tel.: +39-0498213449 † These authors contributed equally to this work as first authors. ‡ These authors contributed equally to this work as senior authors. Abstract: Extracellular vesicles (EVs) are a family of particles/vesicles present in blood and body fluids, composed of phospholipid bilayers that carry a variety of molecules that can mediate cell Citation: Bazzan, E.; Tinè, M.; communication, modulating crucial cell processes such as homeostasis, induction/dampening of Casara, A.; Biondini, D.; Semenzato, inflammation, and promotion of repair.
    [Show full text]
  • A Robustly Benchmarked R Package for the Identification of Core Fitness Genes in Genome-Wide Pooled CRISPR Knock-Out Screens
    bioRxiv preprint doi: https://doi.org/10.1101/2021.05.25.445610; this version posted May 26, 2021. 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-NC-ND 4.0 International license. CoRe: A robustly benchmarked R package for the identification of core fitness genes in genome-wide pooled CRISPR knock-out screens Alessandro Vinceti1, Emre Karakoc2, Clare Pacini2, Umberto Perron1, Riccardo Roberto De Lucia1, Mathew J. Garnett2, Francesco Iorio1,2,† 1 Human Technopole, Milano, Italy 2 Wellcome Sanger Institute, Wellcome Genome Campus, Hinxton, Cambridge, UK †Correspondence: [email protected] Abstract CRISPR-Cas9 recessive genome-wide pooled screens have allowed systematic explorations of weaknesses and vulnerabilities existing in cancer cells, across different tissue lineages at unprecedented accuracy and scale. The identification of novel genes essential for selective cancer cell survival is currently one of the main applications of this technology. Towards this aim, distinguishing genes that are constitutively essential (invariantly across tissues and genomic contexts, i.e. core-fitness genes) from those whose essentiality is associated with molecular features peculiar to certain cancers is of paramount importance for identifying new oncology therapeutic targets. This is crucial to assess the risk of a candidate target’s suppression impacting critical cellular processes that are unspecific to cancer. On the other hand, identifying new human core-fitness genes might also elucidate new mechanisms involved in tissue-specific genetic diseases. We present CoRe: an open-source R package implementing established and novel methods for the identification of core-fitness genes based on joint analyses of data from multiple CRISPR-Cas9 screens.
    [Show full text]
  • RNA Degradation by the Exosome Is Promoted by a Nuclear Polyadenylation Complex
    Cell, Vol. 121, 713–724, June 3, 2005, Copyright ©2005 by Elsevier Inc. DOI 10.1016/j.cell.2005.04.029 RNA Degradation by the Exosome Is Promoted by a Nuclear Polyadenylation Complex John LaCava,1 Jonathan Houseley,1 that their functions are substantially separable. The ab- Cosmin Saveanu,2 Elisabeth Petfalski,1 sence of Rrp6p is not lethal but does impair growth and Elizabeth Thompson,1 Alain Jacquier,2 leads to temperature sensitivity (Briggs et al., 1998). and David Tollervey1,* The accumulation of 3#-extended and polyade- 1Wellcome Trust Centre for Cell Biology nylated precursors to small nucleolar RNAs (snoRNAs) University of Edinburgh and small nuclear RNAs (snRNAs) was observed in Edinburgh EH9 3JR strains lacking Rrp6p (Allmang et al., 1999a; Mitchell et United Kingdom al., 2003; van Hoof et al., 2000), and the polyadenylation 2 Génétique des Interactions Macromoléculaires of pre-rRNA and rRNA (Kuai et al., 2004) and a modifi- URA2171-CNRS cation-defective tRNA (Kadaba et al., 2004) has been Institut Pasteur reported. Modification-defective tRNAMet was stabi- 25–28 rue du Docteur Roux lized by a mutation in the putative poly(A) polymerase 75015 Paris Trf4p and stabilization was also seen in strains mutant France for the exosome components Rrp6p and Rrp44p/Dis3p, suggesting that polyadenylation by Trf4p exposes the tRNA to degradation by the exosome (Kadaba et al., 2004). Summary The purified exosome functions as a 3#–5# exo- nuclease in vitro but showed only a slow distributive -The exosome complex of 3؅–5؅ exonucleases partici activity, leading to the accumulation of numerous deg- pates in RNA maturation and quality control and can radation intermediates (Mitchell et al., 1997).
    [Show full text]
  • 1 2 3 4 5 Exosome Complex Orchestrates Developmental
    1 2 3 4 5 6 Exosome Complex Orchestrates Developmental Signaling to Balance 7 Proliferation and Differentiation During Erythropoiesis 8 9 10 Skye C. McIver1, Koichi R Katsumura1, Elsa Davids1, Peng Liu2, Yoon-A Kang1, 11 David Yang3 and Emery H. Bresnick1 12 13 14 1Department of Cell and Regenerative Biology, UW-Madison Blood Research Program, 15 Carbone Cancer Center, University of Wisconsin School of Medicine and Public Health, 16 Madison, WI, 53705, USA; 2Department of Biostatistics and Medical Informatics, Carbone 17 Cancer Center, University of Wisconsin School of Medicine and Public Health, Madison, 18 WI, 53705, USA; 3Department of Pathology, University of Wisconsin School of Medicine 19 and Public Health, Madison, WI, 53705, USA 20 21 22 23 24 25 26 To whom correspondence should be addressed: Emery H. Bresnick, 1111 Highland Ave, 27 4009 WIMR, Madison, WI, 53705; email: [email protected]; TEL: 608-265-6446 28 SUMMARY 29 Since the highly conserved exosome complex mediates the degradation and 30 processing of multiple classes of RNAs, it almost certainly controls diverse biological 31 processes. How this post-transcriptional RNA-regulatory machine impacts cell fate 32 decisions and differentiation is poorly understood. Previously, we demonstrated that 33 exosome complex subunits confer an erythroid maturation barricade, and the erythroid 34 transcription factor GATA-1 dismantles the barricade by transcriptionally repressing the 35 cognate genes. While dissecting requirements for the maturation barricade in Mus 36 musculus, we discovered that the exosome complex is a vital determinant of a 37 developmental signaling transition that dictates proliferation and amplification versus 38 differentiation. Exosome complex integrity in erythroid precursor cells ensures Kit receptor 39 tyrosine kinase expression and stem cell factor/Kit signaling, while preventing 40 responsiveness to erythropoietin-instigated signals that promote differentiation.
    [Show full text]
  • NRDE2 Negatively Regulates Exosome Functions by Inhibiting MTR4 Recruitment and Exosome Interaction
    Downloaded from genesdev.cshlp.org on October 9, 2021 - Published by Cold Spring Harbor Laboratory Press NRDE2 negatively regulates exosome functions by inhibiting MTR4 recruitment and exosome interaction Jianshu Wang,1,2,9 Jiyun Chen,3,9 Guifen Wu,1,2,9 Hongling Zhang,2,4,9 Xian Du,5,9 Suli Chen,1,2 Li Zhang,1,2 Ke Wang,1,2 Jing Fan,1,2 Shuaixin Gao,6 Xudong Wu,7 Shouxiang Zhang,3 Bin Kuai,1,2 Peng Zhao,3 Binkai Chi,1,2 Lantian Wang,1,2 Guohui Li,7 Catherine C.L. Wong,6,8 Yu Zhou,5 Jinsong Li,2,4 Caihong Yun,3 and Hong Cheng1,2 1State Key Laboratory of Molecular Biology, CAS Center for Excellence in Molecular Cell Science, Shanghai Institute of Biochemistry and Cell Biology, Chinese Academy of Sciences, University of Chinese Academy of Sciences, Shanghai 200031, China; 2Shanghai Key Laboratory of Molecular Andrology, CAS Center for Excellence in Molecular Cell Science, Shanghai Institute of Biochemistry and Cell Biology, Chinese Academy of Sciences, University of Chinese Academy of Sciences, Shanghai 200031, China; 3Department of Biophysics, Beijing Key Laboratory of Tumor Systems Biology, School of Basic Medical Sciences, Peking University Health Science Center, Beijing 100191, China; 4State Key Laboratory of Cell Biology, CAS Center for Excellence in Molecular Cell Science, Shanghai Institute of Biochemistry and Cell Biology, Chinese Academy of Sciences, University of Chinese Academy of Sciences, Shanghai 200031, China; 5Hubei Key Laboratory of Cell Homeostasis, College of Life Sciences, Wuhan University, Wuhan 430072, China; 6Center
    [Show full text]
  • Targeting RNA for Processing Or Destruction by the Eukaryotic RNA Exosome and Its Cofactors
    Downloaded from genesdev.cshlp.org on September 30, 2021 - Published by Cold Spring Harbor Laboratory Press REVIEW Targeting RNA for processing or destruction by the eukaryotic RNA exosome and its cofactors John C. Zinder1,2 and Christopher D. Lima2,3 1Tri-Institutional Training Program in Chemical Biology, Memorial Sloan Kettering Cancer Center, New York, New York 10065, USA; 2Structural Biology Program, Sloan Kettering Institute, New York, New York, 10065, USA; 3Howard Hughes Medical Institute, New York, New York, 10065 USA The eukaryotic RNA exosome is an essential and con- 3′-to-5′ exoribonuclease (exo) activities (Liu et al. 2006; served protein complex that can degrade or process RNA Dziembowski et al. 2007; Lebreton et al. 2008). Although substrates in the 3′-to-5′ direction. Since its discovery redundant with cytoplasmic 5′-to-3′ decay pathways (An- nearly two decades ago, studies have focused on determin- derson and Parker 1998), Exo10Dis3 contributes to transla- ing how the exosome, along with associated cofactors, tion-dependent mRNA surveillance pathways such as achieves the demanding task of targeting particular nonstop decay (NSD), nonsense-mediated decay (NMD), RNAs for degradation and/or processing in both the nucle- and no-go decay (NGD) (for review, see Łabno et al. us and cytoplasm. In this review, we highlight recent ad- 2016). All 10 genes encoding subunits of Exo10Dis3 are es- vances that have illuminated roles for the RNA exosome sential for viability in yeast (Mitchell et al. 1997; Brouwer and its cofactors in specific biological pathways, alongside et al. 2000). While dis3 alleles that disrupt its endo activ- studies that attempted to dissect these activities through ity bear few phenotypic defects, mutations that disrupt its structural and biochemical characterization of nuclear exo activity result in slow growth, and mutations that dis- and cytoplasmic RNA exosome complexes.
    [Show full text]
  • Exosome Component 1 Cleaves Single-Stranded DNA and Sensitizes
    bioRxiv preprint doi: https://doi.org/10.1101/2021.04.18.440347; this version posted April 19, 2021. 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 Exosome component 1 cleaves single-stranded DNA and sensitizes kidney renal 2 clear cell carcinoma cells to poly(ADP-ribose) polymerase inhibitor 3 Qi Xiao1,†, Qiaoling Liu1,†, Lina Wang1, Na Wang1, Kai Wang1, Chengli Song1,* and 4 Qingkai Yang1,* 5 6 1Institute of Cancer Stem Cell, DaLian Medical University, 9 Western Lvshun South 7 Road, Dalian, Liaoning 116044, China. 8 9 †These authors contributed equally to this work. 10 11 *For correspondence: [email protected]; [email protected]. 12 13 Abstract 14 Targeting DNA repair pathway offers an important therapeutic strategy for cancers. 15 However, the failure of DNA repair inhibitors to markedly benefit patients 16 necessitates the development of new strategies. Here, we show that exosome 17 component 1 (EXOSC1) promotes DNA damages and sensitizes kidney renal clear 18 cell carcinoma (KIRC) cells to DNA repair inhibitor. Considering that endogenous 19 source of mutation (ESM) constantly assaults genomic DNA and likely sensitize 20 cancer cells to the inhibitor, we first analyzed the statistical relationship between the 21 expression of individual genes and the mutations for KIRC. Among the candidates, 22 EXOSC1 most notably promoted DNA damages and subsequent mutations via 23 preferentially cleaving C site(s) in single-stranded DNA.
    [Show full text]