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A localization screen reveals translation factories and widespread co-translational RNA targeting

Authors :
Ina Poser
Xavier Pichon
Edouard Bertrand
Nikolay Tsanov
Christophe Zimmer
Emeline Coleno
Hervé Le Hir
Oh Sung Kwon
Adham Safieddine
Thomas Walter
Marie-Cécile Robert
Marion Peter
Abdel-Meneem Traboulsi
Arthur Imbert
Kazem Zibara
Florian Mueller
Aubin Samacoits
Racha Chouaib
Anthony A. Hyman
Institut de Génétique Moléculaire de Montpellier (IGMM)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)
Equipe labelisée Ligue Contre le Cancer
Laboratory of Stem Cells [Lebanese, Beirut] (ER045-PRASE)
Lebanese University [Beirut] (LU)
Faculty of Sciences [Lebanese University]
Equipe labellisée Ligue contre le Cancer
Centre de Bioinformatique (CBIO)
MINES ParisTech - École nationale supérieure des mines de Paris
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)
Cancer et génome: Bioinformatique, biostatistiques et épidémiologie d'un système complexe
Institut Curie [Paris]-MINES ParisTech - École nationale supérieure des mines de Paris
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)
Institut de biologie de l'ENS Paris (UMR 8197/1024) (IBENS)
Département de Biologie - ENS Paris
École normale supérieure - Paris (ENS Paris)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Imagerie et Modélisation - Imaging and Modeling
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pasteur [Paris]
Centre de Bioinformatique, Biostatistique et Biologie Intégrative (C3BI)
Institut Pasteur [Paris]-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Max Planck Institute of Molecular Cell Biology and Genetics (MPI-CBG)
Max-Planck-Gesellschaft
Université Paris sciences et lettres (PSL)
This project was supported by France BioImaging (ANR-10-INBS-04), the Agence Nationale de la Recherche (ANR-11-BSV8-018-02 and ANR-14-CE10-0018-01), the Institut Pasteur, the Ligue Nationale Contre le Cancer and the Fondation pour la Recherche Médicale (FRM grant to EB). This work was supported by the Labex EpiGenMed, from the framework 'Investissements d’avenir'.
ANR-10-INBS-0004,France-BioImaging,Développment d'une infrastructure française distribuée coordonnée(2010)
ANR-14-CE10-0018,HI-FISH,Etude systématique de l'expression des gènes à l'échelle des molécules uniques d'ARN(2014)
Lemesle, Marie
Développment d'une infrastructure française distribuée coordonnée - - France-BioImaging2010 - ANR-10-INBS-0004 - INBS - VALID
Appel à projets générique - Etude systématique de l'expression des gènes à l'échelle des molécules uniques d'ARN - - HI-FISH2014 - ANR-14-CE10-0018 - Appel à projets générique - VALID
Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Faculty of Sciences [Lebanese University] | Faculté des Sciences [Université Libanaise]
Mines Paris - PSL (École nationale supérieure des mines de Paris)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut Curie [Paris]-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)
Institut de biologie de l'ENS Paris (IBENS)
École normale supérieure - Paris (ENS-PSL)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL)
Institut Pasteur [Paris] (IP)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Département de Biologie - ENS Paris
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Publication Year :
2020
Publisher :
HAL CCSD, 2020.

Abstract

Publié sur BioRxiv le 21 mai 2020 : https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.05.20.106989v1; Local translation allows a spatial control of gene expression. Here, we performed a dual protein/mRNA localization screen, using smFISH on 523 human cell lines expressing GFP-tagged genes. A total of 32 mRNAs displayed specific cytoplasmic localizations, and we observed local translation at unexpected locations, including cytoplasmic protrusions, cell edges, endosomes, Golgi, the nuclear envelope and centrosomes, the latter being cell cycle dependent. Quantitation of mRNA distribution and automatic pattern classification revealed a high degree of localization heterogeneity between cells. Surprisingly, mRNA localization frequently required ongoing translation, indicating widespread co-translational RNA targeting. Interestingly, while P-body accumulation was frequent (15 mRNAs), four mRNAs accumulated in foci that were distinct structures. These foci lacked the mature protein, but nascent polypeptide imaging showed that they were specialized translation factories. For β-catenin, foci formation was regulated by Wnt, relied on APC-dependent polysome aggregation, and led to nascent protein degradation. Thus, translation factories uniquely regulate nascent protein metabolism and create a fine granular compartmentalization of translation.

Details

Language :
English
Database :
OpenAIRE
Accession number :
edsair.doi.dedup.....09425d51c00754359ab913ba8d44e470