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Antagonistic and cooperative AGO2-PUM interactions in regulating mRNAs.
Scientific Reports ( IF 3.8 ) Pub Date : 2018-Oct-17 , DOI: 10.1038/s41598-018-33596-4 Erin L Sternburg 1 , Jason A Estep 1 , Daniel K Nguyen 1 , Yahui Li 1 , Fedor V Karginov 1
Scientific Reports ( IF 3.8 ) Pub Date : 2018-Oct-17 , DOI: 10.1038/s41598-018-33596-4 Erin L Sternburg 1 , Jason A Estep 1 , Daniel K Nguyen 1 , Yahui Li 1 , Fedor V Karginov 1
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Approximately 1500 RNA-binding proteins (RBPs) profoundly impact mammalian cellular function by controlling distinct sets of transcripts, often using sequence-specific binding to 3' untranslated regions (UTRs) to regulate mRNA stability and translation. Aside from their individual effects, higher-order combinatorial interactions between RBPs on specific mRNAs have been proposed to underpin the regulatory network. To assess the extent of such co-regulatory control, we took a global experimental approach followed by targeted validation to examine interactions between two well-characterized and highly conserved RBPs, Argonaute2 (AGO2) and Pumilio (PUM1 and PUM2). Transcriptome-wide changes in AGO2-mRNA binding upon PUM knockdown were quantified by CLIP-seq, and the presence of PUM binding on the same 3'UTR corresponded with cooperative and antagonistic effects on AGO2 occupancy. In addition, PUM binding sites that overlap with AGO2 showed differential, weakened binding profiles upon abrogation of AGO2 association, indicative of cooperative interactions. In luciferase reporter validation of candidate 3'UTR sites where AGO2 and PUM colocalized, three sites were identified to host antagonistic interactions, where PUM counteracts miRNA-guided repression. Interestingly, the binding sites for the two proteins are too far for potential antagonism due to steric hindrance, suggesting an alternate mechanism. Our data experimentally confirms the combinatorial regulatory model and indicates that the mostly repressive PUM proteins can change their behavior in a context-dependent manner. Overall, the approach underscores the importance of further elucidation of complex interactions between RBPs and their transcriptome-wide extent.
中文翻译：
在调节mRNA中的拮抗和合作AGO2-PUM相互作用。
大约1500个RNA结合蛋白（RBP）通过控制不同的转录本集来深刻影响哺乳动物的细胞功能，通常使用与3'非翻译区（UTR）的序列特异性结合来调节mRNA的稳定性和翻译。除了它们各自的作用外，还提出了RBP对特定mRNA的更高阶组合相互作用，以支持调节网络。为了评估此类共同监管控制的程度，我们采用了全球性的实验方法，然后进行有针对性的验证，以检验两个特征明确且高度保守的RBP，Argonaute2（AGO2）和Pumilio（PUM1和PUM2）之间的相互作用。通过CLIP-seq定量分析PUM敲低后AGO2-mRNA结合的转录组范围内的变化，并且在相同的3'端存在PUM结合 UTR对AGO2的占用具有协同作用和拮抗作用。此外，与AGO2重叠的PUM结合位点在废除AGO2缔合后显示出不同的，弱化的结合图谱，表明了协作相互作用。在萤光素酶报道分子对AGO2和PUM共定位的3'UTR候选位点的验证中，确定了三个位点以承载拮抗作用，其中PUM抵消了miRNA指导的阻抑作用。有趣的是，由于空间位阻，这两种蛋白质的结合位点对潜在的拮抗作用来说太远了，这表明了另一种机制。我们的数据通过实验证实了组合调节模型，并表明大多数抑制性PUM蛋白可以以上下文相关的方式改变其行为。全面的，
更新日期：2018-10-17
中文翻译：
在调节mRNA中的拮抗和合作AGO2-PUM相互作用。
大约1500个RNA结合蛋白（RBP）通过控制不同的转录本集来深刻影响哺乳动物的细胞功能，通常使用与3'非翻译区（UTR）的序列特异性结合来调节mRNA的稳定性和翻译。除了它们各自的作用外，还提出了RBP对特定mRNA的更高阶组合相互作用，以支持调节网络。为了评估此类共同监管控制的程度，我们采用了全球性的实验方法，然后进行有针对性的验证，以检验两个特征明确且高度保守的RBP，Argonaute2（AGO2）和Pumilio（PUM1和PUM2）之间的相互作用。通过CLIP-seq定量分析PUM敲低后AGO2-mRNA结合的转录组范围内的变化，并且在相同的3'端存在PUM结合 UTR对AGO2的占用具有协同作用和拮抗作用。此外，与AGO2重叠的PUM结合位点在废除AGO2缔合后显示出不同的，弱化的结合图谱，表明了协作相互作用。在萤光素酶报道分子对AGO2和PUM共定位的3'UTR候选位点的验证中，确定了三个位点以承载拮抗作用，其中PUM抵消了miRNA指导的阻抑作用。有趣的是，由于空间位阻，这两种蛋白质的结合位点对潜在的拮抗作用来说太远了，这表明了另一种机制。我们的数据通过实验证实了组合调节模型，并表明大多数抑制性PUM蛋白可以以上下文相关的方式改变其行为。全面的，
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