分子生物学：mRNA分解を制御している変性領域をハイスループットで解読する

タンパク質内部の天然変性領域は、明確な構造を持たないにもかかわらず、特異的な分子機能を示す。変性領域はmRNAの安定性と翻訳の制御に不可欠だが、このような調節作用の基盤である機構はまだ解明されていない。今回我々は、ハイスループットな機能プロファイリングを用いて、この機能を決定する分子を明らかにした。調節作用を持つ数百種類の変性要素に系統的に変異導入を行い、これを機械学習と組み合わせることで、この機能に重要な分子特性の複雑なパターンが明らかになった。芳香族残基の存在と配置からは、多様に見えるタンパク質配列が持つ、mRNAの安定性と翻訳に影響を及ぼす能力がしっかりと予測された。さらに、これらの調節要素の多くが中心的なmRNA分解装置に結合することによって作用を及ぼしている様子も明らかになった。これらの知見によって、変性領域がmRNAの発現を制御す仕組みを説明する分子特性と生化学経路の詳細が明らかになり、機能を持つが決まった構造をとらないタンパク質に備わった幅広い基本的性質の手掛かりが得られた。

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