Ribosomes in RNA Granules Are Stalled on mRNA Sequences That Are Consensus Sites for FMRP Association
Notice bibliographique
Résumé
Local translation in neurons is partly mediated by the reactivation of stalled polysomes. Stalled polysomes may be enriched within the granule fraction, defined as the pellet of sucrose gradients used to separate polysomes from monosomes. The mechanism of how elongating ribosomes are reversibly stalled and unstalled on mRNAs is still unclear. In the present study, we characterize the ribosomes in the granule fraction using immunoblotting, cryogenic electron microscopy (cryo-EM), and ribosome profiling. We find that this fraction, isolated from 5-d-old rat brains of both sexes, is enriched in proteins implicated in stalled polysome function, such as the fragile X mental retardation protein (FMRP) and Up-frameshift mutation 1 homologue. Cryo-EM analysis of ribosomes in this fraction indicates they are stalled, mainly in the hybrid state. Ribosome profiling of this fraction reveals (1) an enrichment for footprint reads of mRNAs that interact with FMRPs and are associated with stalled polysomes, (2) an abundance of footprint reads derived from mRNAs of cytoskeletal proteins implicated in neuronal development, and (3) increased ribosome occupancy on mRNAs encoding RNA binding proteins. Compared with those usually found in ribosome profiling studies, the footprint reads were longer and were mapped to reproducible peaks in the mRNAs. These peaks were enriched in motifs previously associated with mRNAs cross-linked to FMRP in vivo , independently linking the ribosomes in the granule fraction to the ribosomes associated with FMRP in the cell. The data supports a model in which specific sequences in mRNAs act to stall ribosomes during translation elongation in neurons. SIGNIFICANCE STATEMENT Neurons send mRNAs to synapses in RNA granules, where they are not translated until an appropriate stimulus is given. Here, we characterize a granule fraction obtained from sucrose gradients and show that polysomes in this fraction are stalled on consensus sequences in a specific state of translational arrest with extended ribosome-protected fragments. This finding greatly increases our understanding of how neurons use specialized mechanisms to regulate translation and suggests that many studies on neuronal translation may need to be re-evaluated to include the large fraction of neuronal polysomes found in the pellet of sucrose gradients used to isolate polysomes.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».