微生物学：イントロンを介した表現型不均一性の誘導
Nature 605, 7908 doi: 10.1038/s41586-022-04633-0
真核生物の核ゲノムには、RNA転写産物の成熟過程で除去される遺伝子内領域であるイントロンが普遍的に存在する。出芽酵母（Saccharomyces cerevisiae）はイントロンが少ない種だが、主にイントロンが異なる、2セットのリボソームタンパク質遺伝子を保持している。ストレスや飢餓の下でのリボソームタンパク質イントロンの役割は研究で明らかになっているものの、イントロンのリボソーム調節への関与の解明はいまだに困難である。今回我々は、isogrowth profiling法と単一細胞タンパク質測定法を組み合わせることで、イントロンが誘導性の表現型不均一性を仲介でき、これが明確な適応度優位性をもたらすことを示す。浸透圧ストレスは、リボソーム小サブユニットタンパク質Rps22Bの二峰性発現を誘導し、これは転写産物の5′非翻訳領域の1つのイントロンによって仲介されていた。結果として生じる2つの酵母亜集団は、飢餓に対処する能力が異なっていた。低レベルのRps22Bタンパク質は持続的な飢餓下で生存期間を延長させるが、高レベルのRps22Bは一過性の飢餓後に細胞のより速やかな増殖を可能にする。さらに、酵母が、熟したブドウのような糖濃度の高い環境で増殖する場合には、定常期に近づくとRps22Bの発現が二峰性になる。従って、リボソームタンパク質遺伝子のイントロンを介した異なる調節は、自然環境で飢餓の脅威にさらされる際に集団を多様化する方法になる。我々の知見は、変化する環境において表現型不均一性を誘導するイントロンの役割を明らかにしており、酵母においてリボソームタンパク質遺伝子の重複が、正確な発現制御と環境応答性の間の進化的な対立の解消に関与することを示唆している。
