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細胞:真核生物におけるイントロンスプライシングの翻訳制御

Nature 451, 7176 doi: 10.1038/nature06495

真核生物の遺伝子は大半が非コード領域であるイントロンによって分断されていて、翻訳可能なメッセンジャーRNAをつくるにはmRNA前駆体からこのイントロンを正確に取り除かなくてはならない。このスプライシングは、保存された短い配列によって局所的に誘導されるが、遺伝子にはスプライス部位になりうる部位が多数含まれているのが普通であり、正しい部位を特定する機構についてはほとんど解明が進んでいない。ほとんどの生物では、イントロン識別機構によって認識される短いイントロンを、塩基配列モチーフだけに基づいて効率よく推定することはできない。多細胞の真核生物では、長いイントロンはエキソン識別機構によって認識され、またほとんどの遺伝子から選択的スプライシングによって複数種のmRNAがつくられる。ナンセンス変異依存mRNA分解(NMD)経路は、哺乳類で出現することの多い中途終止コドンを含む変異体を選択的に分解することによって、観察されるような異なるmRNA群を作り上げている可能性がある。今回我々は、繊毛虫であるゾウリムシの1種、Paramecium tetraureliaの非常に小さいイントロンは、イントロンがスプライシングされないで残った場合にmRNAの翻訳に中途終止が生じるように強い選択圧を受けていること、また、植物や菌類、動物の短いイントロンに同様なバイアスがみられることを明らかにする。NMDに必要なタンパク質UPF1をコードする2個のP. tetraurelia遺伝子のノックダウンにより、固有のスプライシング効率がイントロンによって大きく変動し、NMD活性がスプライシングされなかったmRNAの割合を大幅に減少させることを示す。この結果は、イントロン数の多い生物種では一般に、選択的スプライシングとは独立に、最適状態に及ばない低いスプライシング効率と精度をNMDに依存して補っていることを示唆している。

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