This study investigated the role of cancer/testis antigen DDX53 in regulating cancer stem cell-like properties. DDX53 shows co-expression with CD133, a marker for cancer stem cells. DDX53 directly regulates the SOX-2 expression in anti-cancer drug-resistant $Malme3M^R$ cells. DDX53 and miR-200b were found to be involved in the regulation of tumor spheroid forming potential of Malme3M and $Malme3M^R$ cells. Furthermore, the self-renewal activity and the tumorigenic potential of $Malme3M^R$-CD133 (+) cells were also regulated by DDX53. A miR-200b inhibitor induced the direct regulation of SOX-2 by DDX53 We therefore, conclude that DDX53 may serve as an immunotherapeutic target for regulating cancer stem-like properties of melanomas.
Helicase는 NTP 결합의 화학적 에너지를 이용하여 이중가닥의 DNA와 RNA를 단일가닥으로 분해하여 다양한 생체반응에 기여하는 단백질로 알려져 있으며, 이 중 DEAD-box의 단백질은 주로 RNA와 관련된 대부분의 생화학적 반응에 작용하는 ATP 의존성 helicase로 알려져 있다. 또한 이 단백질 부류에 속하는 DEAD-box3 (DDX3) gene은 척추동물뿐만 아니라 무척추동물에서의 유성 생식과 무성 생식에서 생식세포 발달 및 재생과정 중 줄기세포 분화에 중요한 역할을 하는 인자로 알려져 있다. 이에 본 연구는 강한 재생능력을 가진 것으로 알려져 있는 팔딱이 지렁이(Perionyx excavatus)에서 DDX3 gene을 동정하고 그 발현양상을 알아보고자 환대를 포함하는 성체 지렁이의 두부를 절단하여 total RNA를 추출하고, 이를 주형으로 RT-PCR을 수행하여 full length의 DDX3 gene인 Pe-DDX3를 검출하였다. Pe-DDX3는 607개 아미노산 서열로 이루어져 있으며, DEAD-box 단백질 그룹 내에서 특이적으로 보존되어 있는 9개의 motif가 존재하고 있다. 다른 분류군에 속하는 동물들과의 multiple alignment를 통해 서열 내에 보존되어 있는 아미노산 서열을 확인할 수 있었으며, 아미노산 차원에서의 계통수 분석을 통해 DDX3 (PL10) 하부그룹에 속하는 것을 알 수 있었으며, 또한, 같은 그룹에 속하는 동물 중 P. dumerilii의 PL10a, b 단백질과 가장 가까운 유연관계를 확인 할 수 있었다.
Continuously renewing the proteome, translation is exquisitely controlled by a number of dedicated factors that interact with the ribosome. The RNA helicase DDX3 belonging to the DEAD box family has emerged as one of the critical regulators of translation, the failure of which is frequently observed in a wide range of proliferative, degenerative, and infectious diseases in humans. DDX3 unwinds double-stranded RNA molecules with coupled ATP hydrolysis and thereby remodels complex RNA structures present in various protein-coding and noncoding RNAs. By interacting with specific features on messenger RNAs (mRNAs) and 18S ribosomal RNA (rRNA), DDX3 facilitates translation, while repressing it under certain conditions. We review recent findings underlying these properties of DDX3 in diverse modes of translation, such as cap-dependent and cap-independent translation initiation, usage of upstream open reading frames, and stress-induced ribonucleoprotein granule formation. We further discuss how disease-associated DDX3 variants alter the translation landscape in the cell.
Giraud, Guillaume;Terrone, Sophie;Bourgeois, Cyril F.
BMB Reports
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제51권12호
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pp.613-622
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2018
RNA helicases DDX5 and DDX17 are multitasking proteins that regulate gene expression in different biological contexts through diverse activities. Special attention has long been paid to their function as coregulators of transcription factors, providing insight about their functional association with a number of chromatin modifiers and remodelers. However, to date, the variety of described mechanisms has made it difficult to understand precisely how these proteins work at the molecular level, and the contribution of their ATPase domain to these mechanisms remains unclear as well. In light of their association with long noncoding RNAs that are key epigenetic regulators, an emerging view is that DDX5 and DDX17 may act through modulating the activity of various ribonucleoprotein complexes that could ensure their targeting to specific chromatin loci. This review will comprehensively describe the current knowledge on these different mechanisms. We will also discuss the potential roles of DDX5 and DDX17 on the 3D chromatin organization and how these could impact gene expression at the transcriptional and post-transcriptional levels.
Although cancer/testis antigen DDX53 confers anti-cancer drug-resistance, the effect of DDX53 on cancer stem cell-like properties and autophagy remains unknown. MDA-MB-231 ($CD133^+$) cells showed higher expression of DDX53, SOX-2, NANOG and MDR1 than MDA-MB-231 ($CD133^-$). DDX53 increased in vitro self-renewal activity of MCF-7 while decreasing expression of DDX53 by siRNA lowered in vitro self-renewal activity of MDA-MB-231. DDX53 showed an interaction with EGFR and binding to the promoter sequences of EGFR. DDX53 induced resistance to anti-cancer drugs in MCF-7 cells while decreased expression of DDX53 by siRNA increased the sensitivity of MDA-MB-231 to anti-cancer drugs. Negative regulators of DDX53, such as miR-200b and miR-217, increased the sensitivity of MDA-MB-231 to anti-cancer drugs. MDA-MB-231 showed higher expression of autophagy marker proteins such as ATG-5, $pBeclin1^{Ser15}$ and LC-3I/II compared with MCF-7. DDX53 regulated the expression of marker proteins of autophagy in MCF-7 and MDA-MB-231 cells. miR-200b and miR-217 negatively regulated the expression of autophagy marker proteins. Chromatin immunoprecipitation assays showed the direct regulation of ATG-5. The decreased expression of ATG-5 by siRNA increased the sensitivity to anti-cancer drugs in MDA-MB-231 cells. In conclusion, DDX53 promotes stem cell-like properties, autophagy, and confers resistance to anti-cancer drugs in breast cancer cells.
Mohammad Ismael Ibrahim Jebur;Narges Dastmalchi;Parisa Banamolaei;Reza Safaralizadeh
Clinical and Experimental Reproductive Medicine
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제50권4호
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pp.253-261
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2023
Objective: Azoospermia (the total absence of sperm in the ejaculate) affects approximately 10% of infertile males. Despite diagnostic advances, azoospermia remains the most challenging issue associated with infertility treatment. Our study evaluated transition nuclear protein 2 (TNP2) and synaptonemal complex protein 3 (SYCP3) polymorphisms, azoospermia factor a (AZFa) microdeletion, and gene expression levels in 100 patients with azoospermia. Methods: We investigated a TNP2 single-nucleotide polymorphism through polymerase chain reaction (PCR) restriction fragment length polymorphism analysis using a particular endonuclease. An allele-specific PCR assay for SYCP3 was performed utilizing two forward primers and a common reverse primer in two PCR reactions. Based on the European Academy of Andrology guidelines, AZFa microdeletions were evaluated by multiplex PCR. TNP2, SYCP3, and the AZFa region main gene (DEAD-box helicase 3 and Y-linked [DDX3Y]) expression levels were assessed via quantitative PCR, and receiver operating characteristic curve analysis was used to determine the diagnostic capability of these genes. Results: The TNP2 genotyping and allelic frequency in infertile males did not differ significantly from fertile volunteers. In participants with azoospermia, the allelic frequency of the SYCP3 mutant allele (C allele) was significantly altered. Deletion of sY84 and sY86 was discovered in patients with azoospermia and oligozoospermia. Moreover, SYCP3 and DDX3Y showed decreased expression levels in the azoospermia group, and they exhibited potential as biomarkers for diagnosing azoospermia (area under the curve, 0.722 and 0.720, respectively). Conclusion: These results suggest that reduced SYCP3 and DDX3Y mRNA expression profiles in testicular tissue are associated with a higher likelihood of retrieving spermatozoa in individuals with azoospermia. The homozygous genotype TT of the SYCP3 polymorphism was significantly associated with azoospermia.
Gokulakrishnan, P.;Kumar, R.R.;Sharma, B.D.;Mendiratta, S.K.;Sharma, D.
Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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제25권5호
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pp.733-737
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2012
Determination of sex origin of cattle meat by fast and reliable molecular methods is an important measure to ensure correct allocation of export refunds particularly in European countries and also female cattle (cow) slaughter is legally banned in India because of religious beliefs. Based on the DEAD box protein gene located on the X and Y chromosomes, 2 pair of primers were designed and the system of PCR was optimized. Upon PCR amplification, male tissue showed 2 bands, while female tissue resulted in only one band. The accuracy and specificity of the primers was assessed using DNA template extracted from cattle meat of known sex. The protocol was subjected to a blind test and showed 100% concordance, proving its accuracy and reliability.
In cancer patients, chemo/radio therapy may cause infertility by damaging the spermatogenesis affecting the self-renewal and differentiation of spermatogonial stem cells (SSCs). In vitro differentiation of stem cells especially mesenchymal stem cells (MSCs) into germ cells has recently been proposed as a new strategy for infertility treatment. The aim of this study was to evaluate the proliferation and differentiation of SSCs using their co-culture with Sertoli cells and conditioned medium (CM) from adipose tissue-derived MSCs (AD-MSCs). Testicular tissues were separated from 2-7 days old neonate Wistar Rats and after mechanical and enzymatic digestion, the SSCs and Sertoli cells were isolated and cultured in Dulbecco's modified eagle medium with 10% fetal bovine serum, 1X antibiotic, basic fibroblast growth factor, and glial cell line-derived neurotrophic factor. The cells were treated with the CM from AD-MSCs for 12 days and then the expression level of differentiation-related genes were measured. Also, the expression level of two major spermatogenic markers of DAZL and DDX4 was calculated. Scp3, Dazl, and Prm1 were significantly increased after treatment compared to the control group, whereas no significant difference was observed in Stra8 expression. The immunocytochemistry images showed that DAZL and DDX4 were positive in experimental group comparing with control. Also, western blotting revealed that both DAZL and DDX4 had higher expression in the treated group than the control group, however, no significant difference was observed. In this study, we concluded that the CM obtained from AD-MSCs can be considered as a suitable biological material to induce the differentiation in SSCs.
Medulloblastoma, the most common malignant brain tumor in children, is a disease whose mechanisms are now beginning to be uncovered by high-throughput studies of somatic mutations, mRNA expression patterns, and epigenetic profiles of patient tumors. One emerging theme from studies that sequenced the tumor genomes of large cohorts of medulloblastoma patients is frequent mutation of RNA binding proteins. Proteins which bind multiple RNA targets can act as master regulators of gene expression at the post-transcriptional level to co-ordinate cellular processes and alter the phenotype of the cell. Identification of the target genes of RNA binding proteins may highlight essential pathways of medulloblastomagenesis that cannot be detected by study of transcriptomics alone. Furthermore, a subset of RNA binding proteins are attractive drug targets. For example, compounds that are under development as anti-viral targets due to their ability to inhibit RNA helicases could also be tested in novel approaches to medulloblastoma therapy by targeting key RNA binding proteins. In this review, we discuss a number of RNA binding proteins, including Musashi1 (MSI1), DEAD (Asp-Glu-Ala-Asp) box helicase 3 X-linked (DDX3X), DDX31, and cell division cycle and apoptosis regulator 1 (CCAR1), which play potentially critical roles in the growth and/or maintenance of medulloblastoma.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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