分子生物学：核からのeIF1の放出が有糸分裂の際の開始コドンの選択を制限する

開始コドンの選択の調節は、上流オープンリーディングフレームやカノニカルなタンパク質、選択的翻訳によるアイソフォームの差異的産生を介して、プロテオームを作り替える可能性がある。しかし、開始コドンの選択が変化するのがどのような条件の下でなのかは、ほとんど解明されていない。今回我々は、トランスクリプトーム規模で翻訳開始部位のプロファイリングを行って、哺乳類の有糸分裂の際には開始コドンの選択の厳密性が全体的に高まることを明らかにした。有糸分裂の際には低効率の開始部位が選択的に抑制され、その結果、数千に及ぶ開始部位の翻訳と開始部位に対応するタンパク質産物に広範な変化が生じる。有糸分裂中の開始コドン選択のこのような厳密性亢進は、開始コドン選択の重要な調節因子であるeIF1と40Sリボソームとの結合が増加することに起因する。有糸分裂中のeIF1–40Sリボソーム結合のこのような増加には、核膜崩壊の際にeIF1が核内の貯蔵場所から放出されることが関係していると分かった。eIF1の核内貯蔵を選択的に消失させると、有糸分裂中の翻訳の厳密性の変化が起こらなくなり、その結果、数千ものタンパク質アイソフォームの合成に変化が生じた。さらに、有糸分裂での翻訳再編成を防ぐと、細胞死が大幅に増加し、抗有糸分裂化学療法によって有糸分裂の遅れが生じた細胞でのmitotic slippageが減少した。このように細胞は翻訳開始の厳密性を包括的に制御しており、それが哺乳類の細胞周期において有糸分裂細胞の生理機能を維持する極めて重要な役割を担っている。

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