Translation of mRNA into protein is a fundamental process and requires tight regulation. Primary control occurs at the initiation step. A critical protein for this regulation is the eukaryotic translation initiation factor 4E (eIF4E), which binds to the 5´ cap structure found on all nuclear transcribed mRNAs. This interaction initiates translation by assembling the eIF4F complex on the mRNA, which subsequently recruits the ribosome. The function of eIF4E is regulated in two ways, by the 4E binding proteins (4E-BPs), which disrupt the eIF4F complex and secondly by eIF4E phosphorylation on serine 209. However, the consequences of eIF4E phosphorylation are not clearly understood. / Cells continuously encounter pathogens including viruses. Lacking their own metabolic machinery, viruses rely on the translational apparatus of the host to produce their proteins. During many viral infections reprogramming of the cellular translation system occurs, favoring translation of viral mRNAs. Altering the eIF4F complex is one means by which reprogramming occurs. Picornaviruses initiate translation of their mRNAs independent of eIF4E through an internal ribosomal entry site (IRES). Work in this thesis demonstrates that eIF4E still impacts picornavirus mRNA translation, but only when viral mRNAs compete with cellular RNAs. IRES mediated translation was strongly enhanced when eIF4E abundance was decreased in an in vitro system by addition of 4E-BP or in vivo by siRNA knock down. Decreased eIF4E abundance reduced cap-dependent translation, but stimulated IRES mediated translation. / Viral invasion is immediately recognized by the cell and accordingly, several defense mechanisms are activated. One of them entails secretion of type I interferon. This thesis shows that phosphorylation of eIF4E on serine 209 impedes type I interferon production. Cells carrying an altered eIF4E phosphorylation site, impairing eIF4E phosphorylation, secreted elevated levels of type I interferon upon stimulation with synthetic RNA. Consequently, these cells were more protected against infection with interferon sensitive viruses. In conclusion, regulation of eIF4E is important for picornavirus infection and plays a key role in generating a potent antiviral response. / La traduction des ARN messagers (ARNm) en protéines est un processus essentiel qui requiert une étroite régulation. Le principal contrôle a lieu à l'étape de l'initiation. Une protéine essentielle pour cette régulation est le facteur d'initiation de la traduction 4E (eIF4E), qui se lie à la structure de la coiffe présente en 5' de tous les ARNm transcrits par le noyau. Cette interaction initie la traduction par l'assemblage du complexe eIF4F sur l'ARNm, ce qui permet le recrutement des ribosomes. La fonction d'eIF4E est régulée d'une part par les protéines se liant à 4E (4E-BPs) qui dissocient le complexe eIF4F, et d'autre part par la phosphorylation d'eIF4E sur la sérine 209. Toutefois, les conséquences de cette dernière ne sont pas clairement comprises. / Les cellules rencontrent constamment des pathogènes, dont des virus. Ces derniers étant dépourvue de machinerie métabolique propre, ils se doivent d'utiliser l'appareil traductionnel de l'hôte pour exprimer leurs protéines. De nombreuses infections virales résultent en un changement du système de traduction cellulaire favorisant la traduction de protéines à partir des ARNm viraux. L'altération du complexe eIF4F est l'un des moyens utilisés lors de cette reprogrammation. Les Picornavirus initie la traduction de leurs ARNm indépendamment d'eIF4E par le biais d'un site d'entrée interne des ribosomes (IRES). Le travail effectué lors de cette thèse démontre qu'eIF4E peut toujours influencer la traduction des ARNm des picornavirus, mais uniquement lorsque ceux-ci entrent en compétition avec les ARN cellulaires. La traduction à partir de l'IRES est accrue lorsque la quantité d'eIF4E disponible est réduite dans un système in vitro par addition de 4E-BP, ou in vivo par un ARN interférant. La diminution des niveaux d'eIF4E réduit la traduction dépendante de la coiffe, mais stimule la traduction par l'IRES. / Les infections virales sont reconnues immédiatement par les cellules et engendrent l'activation de plusieurs mécanismes de défense. L'un d'entre eux implique la sécrétion d'interféron de type I. Nous avons démontré que la phosphorylation d'eIF4E sur la sérine 209 entrave cette production d'interféron de type I. Des cellules dont le site de phosphorylation d'eIF4E a été altéré pour empêcher sa phosphorylation, produisent des niveaux plus élevés d'interféron de type I suite à une stimulation par des ARN synthétiques. En conséquence, elles sont mieux protégées contre les infections virales provenant de virus sensibles aux interférons. En conclusion, la régulation d'eIF4E est importante lors des infections par les picornavirus et elle joue un rôle essentiel dans la genèse d'une réponse virale efficace.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.86803 |
| Date | January 2010 |
| Creators | Herdy, Barbara |
| Contributors | Nahum Sonenberg (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 | Doctor of Philosophy (Department of Biochemistry) |
| 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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