トランス・キングダム・ミミクリーは,ポックスウイルスキナーゼによるリボソームのカスタマイズに基礎を置いている
Sujata Jha1, Madeline G Rollins1, Gabriele Fuchs2
1Department of Microbiology-Immunology, Feinberg School of Medicine, Northwestern University, Chicago, Illinois 60611, USA.
Nature
|June 22, 2017
まとめ
ポックスウイルスは,RACK1タンパク質をリン酸化して宿主リボソームを乗っ取り,ウイルスのRNAの翻訳を好むようにその構造を変更します. このトランス・キングダム・ミミクリーは,ウイルスが複製のためにRNAポリメラーゼのエラーを利用することを可能にします.
科学分野:
- 分子生物学
- ウイルス学
- 構造生物学
背景:
- リボソームは特定のRNA要素を認識することで 遺伝子発現を制御します
- 個々の細胞内のリボソームの調節された専門化に関する証拠は限られている.
- ポックスウイルスは宿主細胞の機械を操作して複製することが知られている.
研究 の 目的:
- ポックスウイルスが翻訳を制御するメカニズムを調査する.
- ポックスウイルスRNA翻訳に関与する特定の宿主因子を特定する.
- 宿主リボソームによってウイルスのRNA要素が認識される方法を解明する.
主な方法:
- 人間の小さなリボソームサブユニットタンパク質,RACK1 (活性化Cキナーゼ受容体) の酸化分析
- RACK1の構造と遺伝子解析
- RACK1の機能を評価するために,フォスフォミメティックと種間キメラを使用する.
主要な成果:
- ポックスウイルスキナーゼは,ヒトのRACK1における特定のセリン/スレオニン残基を,未感染または他のウイルスに感染した細胞と区別する.
- RACK1のリン酸化は,ポリAリーダー (アデノシンリピート) を含むウイルスのmRNAの翻訳を選択する.
- RACK1の変数ループは,負の電荷 (植物のように) が加わると,ウイルスのRNAに対するリボソームの選択性を決定する.
結論:
- ポックスウイルスは,RACK1のリン酸化によって宿主リボソームを再構成し,植物のような状態を生み出します.
- この改変により,RNAポリメラーゼのスリッパージエラーを利用して,ウイルスRNAをポリAリーダーで翻訳することができる.
- 発見は,トランス・キングダム・ミミクリと種別RNAリーダー活動によるリボソームのカスタマイズを明らかにした.
関連する概念動画
Leaky Scanning
5.8K
During most eukaryotic translation processes, the small 40S ribosome subunit scans an mRNA from its 5' end until it encounters the first start AUG codon. The large 60S ribosomal subunit then joins the smaller one to initiate protein synthesis. The location of the translation initiation is largely determined by the nucleotides near the start codon as there may be multiple translation initiation sites present on the mRNA. Marilyn Kozak discovered that the sequence RCCAUGG (where R...
5.8K
Riboswitches
9.9K
Riboswitches are non-coding mRNA domains that regulate the transcription and translation of downstream genes without the help of proteins. Riboswitches bind directly to a metabolite and can form unique stem-loop or hairpin structures in response to the amount of the metabolite present. They have two distinct regions – a metabolite-binding aptamer and an expression platform.
The aptamer has high specificity for a particular metabolite which allows riboswitches to specifically regulate...
The aptamer has high specificity for a particular metabolite which allows riboswitches to specifically regulate...
9.9K
Translational Regulation
723
Translational regulation in prokaryotes ensures efficient protein synthesis by controlling ribosome access to mRNA. This regulation is mediated by secondary RNA structures, including translational riboswitches, RNA thermometers, and small RNAs (sRNAs), which respond to intracellular and environmental signals to modulate gene expression.Translational RiboswitchesRiboswitches in the leader region of mRNAs can regulate translation by altering the accessibility of the Shine-Dalgarno (SD) sequence,...
723
Cotranslational Protein Translocation
10.4K
Translocation of proteins across membranes is an ancient process that occurs even in bacteria and archaebacteria. In fact, the components of the translocation machinery are still conserved between prokaryotes and eukaryotes.
Sec61 channel partners for cotranslational translocation
During cotranslational translocation, the Sec61 channel partners with the signal recognition particle (SRP), the signal recognition particle receptor (SR), and the ribosomes to transport the nascent polypeptide chain...
Sec61 channel partners for cotranslational translocation
During cotranslational translocation, the Sec61 channel partners with the signal recognition particle (SRP), the signal recognition particle receptor (SR), and the ribosomes to transport the nascent polypeptide chain...
10.4K
Regulation of Nuclear Protein Sorting
3.4K
Nuclear protein sorting regulates nucleus composition and gene expression, crucial for determining the fate of a eukaryotic cell. Hence, the entry and exit of molecules across the nuclear envelope is a tightly controlled process. Nuclear protein sorting can be inhibited by one of the following ways: 1) masking cargo signal sequences, 2) modifying the nuclear receptor's affinity for cargo, 3) controlling the nuclear pore size, 4) retaining the cargo during its transit to the cytosol or the...
3.4K
Transcriptional Regulation: Riboswitches
939
Riboswitches are RNA elements that regulate gene expression by altering their secondary structures in response to specific effector molecules. These elements, located in the leader regions of certain mRNAs, act as transcriptional regulators by toggling between alternative conformations to control downstream gene expression. Riboswitch-mediated regulation is a precise mechanism for modulating biosynthetic pathways, as exemplified by the riboflavin biosynthesis pathway in Bacillus...
939


