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核 mRNA 代谢驱动了芽殖酵母中一部分核孔复合物上的选择性篮状复合物的组装。

Nuclear mRNA metabolism drives selective basket assembly on a subset of nuclear pore complexes in budding yeast.

机构信息

Institut de recherches cliniques de Montréal (IRCM), Montréal, QC, Canada; Département de biochimie et médecine moléculaire, Université de Montréal, Montréal, QC, Canada.

Department of Viticulture and Enology, University of California, Davis, Davis, CA, USA.

出版信息

Mol Cell. 2022 Oct 20;82(20):3856-3871.e6. doi: 10.1016/j.molcel.2022.09.019. Epub 2022 Oct 10.

Abstract

To determine which transcripts should reach the cytoplasm for translation, eukaryotic cells have established mechanisms to regulate selective mRNA export through the nuclear pore complex (NPC). The nuclear basket, a substructure of the NPC protruding into the nucleoplasm, is thought to function as a stable platform where mRNA-protein complexes (mRNPs) are rearranged and undergo quality control prior to export, ensuring that only mature mRNAs reach the cytoplasm. Here, we use proteomic, genetic, live-cell, and single-molecule resolution microscopy approaches in budding yeast to demonstrate that basket formation is dependent on RNA polymerase II transcription and subsequent mRNP processing. We further show that while all NPCs can bind Mlp1, baskets assemble only on a subset of nucleoplasmic NPCs, and these basket-containing NPCs associate a distinct protein and RNA interactome. Taken together, our data point toward NPC heterogeneity and an RNA-dependent mechanism for functionalization of NPCs in budding yeast through nuclear basket assembly.

摘要

为了确定哪些转录本应该到达细胞质进行翻译,真核细胞已经建立了通过核孔复合体(NPC)进行选择性 mRNA 输出的调节机制。核篮,NPC 的一个亚结构向核质突出,被认为是一个稳定的平台,在这个平台上,mRNA-蛋白质复合物(mRNP)被重新排列并进行质量控制,然后再进行输出,以确保只有成熟的 mRNAs 到达细胞质。在这里,我们使用 budding yeast 中的蛋白质组学、遗传学、活细胞和单分子分辨率显微镜方法,证明篮形成依赖于 RNA 聚合酶 II 转录和随后的 mRNP 加工。我们进一步表明,虽然所有的 NPC 都可以结合 Mlp1,但只有在一小部分核质 NPC 上组装篮,并且这些含有篮的 NPC 与一个独特的蛋白质和 RNA 相互作用组相关联。总之,我们的数据表明 NPC 存在异质性,并且通过核篮组装,在 budding yeast 中,NPC 的功能化存在一个依赖于 RNA 的机制。

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