Background: The effect of common polymorphisms on transcription levels of a large number of genes has been well documented and defined genome-wide in numerous studies. However, the effects of common mRNA polymorphisms on translation have received little attention. RPS26 exhibited one of the strongest associations (p = 10-10) in our group's genome-wide search to identify transcripts whose relative distribution between heavy polysomes (active translation) and soluble RNA (inactive) was skewed by single-nucleotide polymorphisms. The RPS26 SNPs most strongly associated with ribosomal distribution, rs17118262 (C/G) and rs1131017(C/G), are located 9 bases apart, are in strong linkage disequilibrium (D'=1) but have different allele frequencies (r2=0.54). The goal of the present study was to confirm and quantify the effect of those RPS26 SNPs on translational efficiency at the protein level. RPS26 was selected for this purpose because rs1131017 is also associated with type 1 diabetes (T1D), the second strongest novel association in our genome-wide association study (GWAS).Methods: To independently confirm the translational imbalance found by ribosomal distribution, we studied allelic ribosomal distribution in single heterozygous samples (allelic translation) with Single Nucleotide Primer Extension (SNuPE) and Pyrosequencing. To test the hypothesis that mRNA with the allele most associated with ribosomes also produces more RPS26 protein, we applied both an ex vivo direct measurement and an in vitro translation approach.Results: Pyrosequencing and SNuPE confirmed the translational imbalance favouring the G allele of the rs17118262. Both ex vivo and in vitro translation showed that the same allele that was found at a higher proportion in the polyribosomal fraction than in the soluble RNA produces more protein product under the same translational environment. Conclusion: Both SNPs (the common rs1131017 and the rare rs17118262 variant) exert a significant effect on the amount of RPS26 protein that is produced. Adding to the well-studied polymorphic transcriptional effects, the effects of exonic single-nucleotide polymorphisms (SNPs) on translational efficiency may be equally important in determining protein expression levels and therefore contributing significantly to the disease risk. RPS26 in type 1 diabetes is an excellent example of such an association. / L'effet des polymorphismes fréquents (SNPs) sur les niveaux de transcription d'un grand nombre de gènes a été bien documenté et défini à l'échelle du génome dans de nombreuses études. Toutefois, les effets des polymorphismes communs sur la traduction de l'ARN messager (ARNm) ont reçus peu d'attention. Dans notre étude à l'échelle du génome qui étudiait des polymorphismes donnant une distribution différentielle entre les polysomes lourds (traduction active) et de l'ARN soluble (inactif), le gène RPS26 a montré une des plus fortes associations (p = 10-10). Les SNPs dans RPS26 les plus fortement associés à une différence de distribution des ribosomes, rs17118262 (C / G) et rs1131017 (C / G), sont séparés par 9 bases et sont en fort déséquilibre de liaison (D '= 1) mais ont des fréquences alléliques différentes (r2=0.54). L'objectif de la présente étude était de confirmer et de quantifier l'effet de ces SNP dans RPS26 sur son efficacité de traduction au niveau protéique.Méthodes: Pour confirmer de manière indépendante le déséquilibre constaté au niveau de la distribution des ribosomes, nous avons étudié la distribution des allèles dans des échantillons hétérozygotes pour chaque un des 2 SNPs avec à l'aide des techniques d'extension nucléotidique simple d'amorces (SNuPE) et de pyroséquençage. Pour tester l'hypothèse que l'ARNm avec un allèle particulier produit plus de protéines RPS26, nous avons appliqué à la fois une approche de quantification ex vivo et traduction in vitro.Résultats: Le SNuPE et le pyroséquençage ont confirmé le déséquilibre au niveau de la traduction montrant une supériorité de l'allèle G du SNP rs17118262. Les approches ex vivo et in vitro ont montré que la traduction de l'allèle trouvé dans une proportion plus élevée dans la fraction de polysomes lourds produit plus de protéines par rapport à l'autre allèle dans les même conditions.Conclusion: Les deux SNPs (le rs1131017 qui est fréquent et le rs17118262, de moindre fréquence) exercent un effet significatif sur la quantité de protéine RPS26 produite. Combiné à l'effet déjà connu des SNPs sur les niveaux de transcription, leur effet sur la variation du niveau de traduction est peut-être aussi important dans la détermination du niveau total de protéines et par le fait même contribuer au risque de maladie de manière significative. RPS26 au niveau du diabète de type I en est un parfait exemple.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.110748 |
| Date | January 2012 |
| Creators | Makri, Angeliki |
| Contributors | Constantin Polychronakos (Internal/Supervisor) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Master of Science (Department of Human Genetics) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses. |
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