Anti-Shine-Dalgarno配列は,バクテリアの翻訳停止とコドン選択を誘導する
Gene-Wei Li1, Eugene Oh, Jonathan S Weissman
1Department of Cellular and Molecular Pharmacology, Howard Hughes Medical Institute, University of California, San Francisco, California 94158, USA.
Nature
|March 30, 2012
まとめ
バクテリアの翻訳速度は,希少な転送RNAではなく,コード領域内のシャイン-ダルガーノ (SD) 配列によって驚くほど影響を受けます. この発見は,内部的なSDのような配列が,タンパク質合成速度に影響することによって,ゲノム進化をどのように駆動するかを明らかにしています.
科学分野:
- 分子生物学は分子生物学である.
- ゲノミクスゲノミクスとは
- 微生物学 微生物学とは
背景:
- タンパク質合成中のリボソームの停止は,タンパク質の折りたたみやターゲティングなどの共同翻訳プロセスに影響を与えます.
- 遺伝子コードの冗長性は,変数の翻訳速度を可能にするが,in vivoの停止メカニズムはまだ十分に理解されていない.
- メッセンジャーRNA配列は,リボソームの停止に影響を及ぼし,タンパク質合成速度に影響を及ぼします.
研究 の 目的:
- ゲノム全体の景観と,細菌における翻訳的な一時停止のメカニズムを調査する.
- リボソーム停止のシーケンス固有の決定因子を in vivo で特定する.
- バクテリアのゲノム進化とタンパク質合成に対する一時停止の影響を理解する.
主な方法:
- ゲノム全体のリボソームプロファイリング (リボソームで保護されたmRNA断片の深層配列) が採用されました.
- ほとんどの細菌のトランスクリプトで高解像度のリボソーム密度プロファイルが測定されました.
- 変化したアンチ・シャイン・ダルガーノ配列を備えた直角リボソーム系を用いて,一時停止メカニズムを調査した.
主要な成果:
- 予想とは対照的に,希少な転送RNAによって解読されたコドンは,栄養豊富な条件下では,重要な翻訳停止を引き起こさなかった.
- コーディング領域内のシャイン-ダルガーノ (SD) 様配列は,広範囲にわたるリボソーム停止の主要な原因として特定されました.
- 証拠によると,mRNAとリボソームを翻訳する16SリボソームRNAのハイブリド化による一時停止の結果を示唆しています.
結論:
- 珍しいtRNA使用ではなく,内部SDのような配列が,細菌の翻訳率の重要な決定因子です.
- 細菌ゲノムは,内部SDサイトを回避するためにバイアスしたコドン使用を示し,コード配列の進化の原動力としての役割を果たしていることを示しています.
- この発見は,タンパク質合成の調節とそのバクテリアにおける進化的影響について,新たな視点を提供しています.
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