eIF3是真核翻译起始因子中分子量最大,组成最复杂的一类,同时也是研究最不充分的一个蛋白家族。elF3在人体细胞中由13个亚基组成,在裂殖酵母(fission yeast S pombe)中有11个亚基。课题组前期,在国际上首次发现s pombe细胞缺乏eIF3e和eIF3b会降低其线粒体蛋白的表达水平,尤其是线粒体中电子传递链(ETC)上的蛋白。不是所有的eIF3亚基都对蛋白合成和细胞生存是必须的,这预示其中一些亚基有可能选择性的调控某类mRNA。运用蛋白质组学定量分析蛋白质合成的方法,我们发现eIF3e和d亚基构成了一个特别地模块,这个模块可以促进线粒体蛋白特别是ETC蛋白的生成。随着线粒体ETC蛋白在细胞增殖,癌症干细胞维持和肿瘤耐药性获得过程中的作用愈来愈突出,结合我们的研究中发现eIF3的ETC促进功能,我们推测eIF3可以促进肿瘤的形成和生长。在eIF3e和eIF3d缺失的癌细胞模型中,线粒体由于蛋白合成的缺陷不能产生能量,从而造成癌细胞合成代谢障碍,抑制癌细胞繁殖,提示eIF3可能作为新型癌症药物的治疗靶点。然而,eIF3是如何选择性调控mRNA翻译的机制还不清楚。因此,本课题主要想回答两个问题:第一,什么样的mRNA可以被eIF3的亚基调控?为了解决这个问题,我们设计了一系列实验去确定哪个或者哪几个亚基调节哪一类或哪几类mRNA。运用的实验技术包括核糖体和多核糖体分析结合RNA测序,RNA免疫共沉淀结合RNA测序和SLAC标记的蛋白质定量分析组学等。本课题的实验结果证实eIF3的亚基(e和d亚基)可以特异性地调节能量代谢相关的mRNA。第二,eIF3的亚基是如何特异性调控mRNA的?为了解决这个问题,我们建立了体外翻译系统去测量融合了代谢相关基因5’ UTR序列的nano荧光素酶的活力。通过该系统,我们可以检测代谢相关基因的翻译是否会依赖eIF3的亚基,并找到与eIF3亚基相互作用的mRNA序列区域。通过对eIF3e在人类细胞尤其是人乳腺癌细胞中的研究,我们暂且得出以下结论：1)eIF3e缺失会使细胞线粒体呼吸链特别是ETC蛋白表达水平降低,最终表现为线粒体呼吸链功能异常,氧化磷酸化供能减少;2)eIF3e并不调控所有蛋白的表达,而是特异性地调控线粒体尤其是ETC蛋白的表达;3)eIF3e选择性调控线粒体蛋白表达的方式,很有可能是通过调控其mRNA的5’UTR区域实现的,并且与5’UTR序列的长短有关,但是具体的机制尚不清楚;4)在我们的研究中,eIF3e是作为一种抑癌因子存在的,可以成为新的治疗癌症的药物靶点。