Identification and characterization of novel mammalian eIF4E-Homologous Protein (4EHP) interacting proteins

Translation of an mRNA begins with the recruitment of the eIF4F complex to the 5' cap of the mRNA and is completed upon start codon recognition by the preinitiation complex. Regulation of translation initiation is a major mechanism for the control of gene expression. The focus of this thesis is human 4EHP (h4EHP), a homolog of the cap-binding translation initiation factor eIF4E. 4EHP can bind to the cap structure but cannot initiate cap-dependent translation. Drosophila 4EHP functions as a translational repressor of specific mRNAs by forming a "closed loop", in which the binding partners of 4EHP determine the mRNA specificity. This study sought to investigate the function of h4EHP by identifying its interacting proteins. In total, three novel binding proteins of h4EHP have been identified: PERQ1, PERQ2, and eIF4E-Transporter (4E-T). All these proteins utilize a similar motif for h4EHP-binding. Experiments demonstrate that h4EHP:PERQ1/2 complexes are involved in translational repression. In addition, this study shows that the protein levels of PERQ1, PERQ2 and h4EHP are co-regulated. Among them, PERQ2 undergoes CUL7-mediated degradation upon h4EHP depletion. 4E-T has been shown to be involved in translational repression, eIF4E nuclear import, P-body formation and mRNA turnover. This study demonstrates that h4EHP can be localized to the nucleus. However, its nuclear localization is not affected by 4E-T depletion. The depletion of h4EHP results in a six-fold increase in the number of P-bodies but has no effect on the rate of turnover of a reporter mRNA. In conclusion, this study identifies PERQ1 and PERQ2 as two translational repressors; their function and stability are dependent on h4EHP. The function of h4EHP:4E-T interaction, however, remains elusive.La traduction d'un ARNm commence par le recrutement du complexe eIF4F au niveau de la coiffe (ou cap) en 5' de l'ARNm et se complète lors de la reconnaissance du codon d'initiation par le complexe de pré-initiation. La régulation de l'initiation de la traduction est une étape majeure dans le contrôle de l'expression génique. Cette thèse s'intéresse à la protéine humaine 4EHP (h4EHP), un homologue du facteur d'initiation de la traduction se liant à la coiffe, eIF4E. 4EHP peut d'ailleurs s'associer à la coiffe de l'ARNm mais ne peut initier la traduction dépendante de la coiffe. L'homologue chez la drosophile, d4EHP, est un inhibiteur de la traduction de certain ARNm et agit en formant une boucle 5'-3' avec l'ARNm. Les partenaires protéiques de 4EHP définissent alors la spécificité pour l'ARNm. Cette thèse s'intéresse à la fonction de h4EHP en recherchant ses partenaires protéiques. Les trois nouveaux partenaires identifiés (PERQ1, PERQ2 et 4E-T) utilisent un même motif de liaison à h4EHP. Mes expériences démontrent non seulement, que les complexes h4EHP:PERQ1/2 sont impliqués dans la répression de la traduction, mais aussi qu'il existe une co-régulation des niveaux relatifs des protéines h4EHP, PERQ1 et PERQ2. Ce dernier est d'ailleurs dégradé par CUL7 après la déplétion de h4EHP. La protéine 4E-T est connu pour son rôle dans l'inhibition de la traduction, l'import nucléaire d'eIF4E, la formation des « P-Bodies » et le renouvellement des ARNm. Cette étude démontre que h4EHP a une localisation nucléaire et indépendante de 4E-T. La suppression de 4E-T augmente cependant de six fois le nombre de « P-Bodies », sans pour autant affecter le taux de renouvellement d'un ARNm reporteur. En conclusion, cette étude identifie PERQ1 et PERQ2 comme deux inhibiteurs de la traduction dont la fonction et la stabilité sont dépendantes de h4EHP. Cependant, le rôle de l'inte