Ribosome biogenesis and control of translation in cancer cells

Abstract

[eng] Ribosomes are ribonucleoprotein complexes present in every cell type, their main function being the synthesis of proteins, ribosomal proteins included. Ribosome biogenesis is the process by which the different elements forming the two ribosomal subunits are synthesized and assembled. Since almost all cellular activities depend on the protein synthesis capacity of the cell, an Impaired Ribosome Biogenesis Checkpoint (IRBC) has evolved to monitor the proper execution of ribosome synthesis. This checkpoint allows the cell to identify alterations during the process of ribosome production, and, in case of any impairment, a p53-mediated response will be activated. This p53 upregulation is the result of the activation of a signaling cascade mediated by components of the ribosome, as we will see along this assignment. The present work aims to overview the factors that lead to the activation of the Impaired Ribosome Biogenesis Checkpoint, as well as the main pathologies derived from its activation or suppression (ribosomopathies and cancer), and to study the impact of translation in a cancer setting. In this regard, two techniques used to study the engagement in translation of mRNAs (polysome profiling and ribosome profiling) will be introduced and described along this work. These techniques will be accompanied by illustrative examples that will enable their comprehension and will help at better understanding the role of ribosome biogenesis in cancer.

[cat] Els ribosomes són complexes formats per proteïnes i àcids ribonucleics presents en tots els tipus de cèl·lules, i la seva funció principal és la síntesi de proteïnes, incloent les pròpies proteïnes ribosomals que els formen. La biogènesi ribosomal és el procés pel qual es sintetitzen els diferents elements que més tard conformaran les dues subunitats ribosomals. Donat que una gran part de l’activitat cel·lular depèn de la capacitat de síntesi proteica de la cèl·lula, aquesta ha desenvolupat, al llarg de l’evolució, un punt de control anomenat IRBC (Impaired Ribosome Biogenesis Checkpoint), que és capaç de monitoritzar alteracions en el procés de síntesi ribosomal i d’activar una resposta mediada per p53. Aquesta resposta serà el resultat de l’activació d’una cascada de senyalització mediada per components del propi ribosoma, tal i com veurem al llarg d’aquest treball. En la present revisió, s’introduiran quins són els factors que porten a activar el punt de control de la biogènesi ribosomal, així com les principals patologies que es deriven d’aquesta activació o inactivació (ribosomopaties i càncer), i també s’estudiarà l’impacte de la traducció en el marc del càncer. A més, s’introduiran dues tècniques utilitzades en l’estudi del grau de traducció de mRNAs (polysome profiling i ribosome profiling), que proporcionen informació sobre el nivell de traducció dels mRNA. Aquestes dues tècniques s’acompanyaran d’exemples il·lustratius que facilitaran la seva comprensió i que ens ajudaran a entendre millor quin és el paper de la biogènesi ribosomal en el càncer.