Functional analysis of elF4F factor during thre early embryonic development of the sea urchin Sphaerechinus granularis
Analyse fonctionnelle du facteur elF4F au cours du développement embryonnaire précoce de l'oursin Sphaerechinus granularis
Résumé
During this decade, the involvement of translation initiation factors was highlighted in the process of cell division, tumorigenesis and during embryonic development. Among these factors, the eIFA4E initiation factor is now recognized for a central role in the control of the regulation of gene expression and to be involved in the regulation of embryonic development.
We analyzed the behavior of this factor and its main repressor 4E-BP, during the early embryonic development of the sea urchin. Our work shows that the sea urchin egg, fertilization causes dissociation of the complex eIFA4E / 4E-BP and the degradation of 4E-BP, original mechanism described here for the first time. Degradation and dissociation are sensitive to rapamycin, suggesting that they are both controlled by the kinase FRAP / mTOR. Alongside this work we analyzed the enzyme regulation upstream of eIFA4E / 4E-BP complex and determined that the PI3 kinase seems to exert very little control over this complex, contrary to what is reported in the literature.
Furthermore, we show that the complex eIFA4E / 4E-BP controls the synthesis of cyclin B, essential for the accomplishment of the first mitosis of sea urchin egg. Another factor iniatiation, eIFA4G, also plays a key role for the first mitotic division.
Finally, we have identified a new protein associating with eIFA4E: H4E-BP. We show that the amount of 4E-BP and BP-H4E and their degree of association with eIF4E is regulated during early development. Together, our results provide insight into how to articulate the cell cycle process and those of protein synthesis during early embryonic development.
Au cours de cette décennie, l'implication des facteurs d'initiation de la traduction a été soulignée dans les processus de la division cellulaire, de la tumorigénèse ainsi qu'au cours du développement embryonnaire. Parmi ces facteurs, le facteur d'initiation eIFA4E est maintenant reconnu pour un rôle central dans le contrôle de la régulation de l'expression des gènes et pour être impliqué dans la régulation du développement embryonnaire.
Nous avons analysé le comportement de ce facteur et de son principal répresseur, 4E-BP, au cours du développement embryonnaire précoce de l'oursin. Nos travaux démontrent que chez l'oursin, la fécondation provoque la dissociation du complexe eIFA4E / 4E-BP ainsi que la dégradation de 4E-BP, mécanisme original décrit ici pour la première fois. La dégradation et la dissociation sont sensibles à la rapamycine, suggérant qu'elles sont toutes deux sous contrôle de la kinase FRAP / mTOR. Parallèlement à ces travaux nous avons analysé la régulation enzymatique située en amont du complexe eIFA4E / 4E-BP et déterminé que la PI3 kinase semble n'exercer qu'un très faible contrôle sur ce complexe contrairement à ce qui est relaté dans la littérature.
Par ailleurs, nous montrons que le complexe eIFA4E / 4E-BP contrôle la synthèse de la cycline B, indispensable pour l'accomplissement de la première mitose de l'oeuf d'oursin. Un autre facteur d'iniatiation, eIFA4G, joue lui aussi un rôle déterminant pour la première division mitotique.
Enfin, nous avons identifié une nouvelle protéine s'associant à eIFA4E: H4E-BP. Nous montrons que la quantité de 4E-BP et H4E-BP, et leur degré d'association avec eIF4E sont régulés au cours du développement précoce. L'ensemble de nos résultats permettent de mieux comprendre comment s'articulent les processus du cycle cellulaire et ceux de la synthèse protéique au cours du développement embryonnaire précoce.