VELCRO-IP RNA-seq reveals ribosome expansion segment function in translation genome-wide.
VELCRO-IP RNA-seq reveals ribosome expansion segment function in translation genome-wide.
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DOI：
10.1016/j.celrep.2020.108629
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发表时间：
2021-01-19
期刊：
影响因子：
8.8
通讯作者：
Barna M
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Leppek K;Byeon GW;Fujii K;Barna M
核糖体RNA （rRNA）在基因调控中的作用在很大程度上仍未被探索。由于数百个rDNA单元位于多个位点上，因此不可能对哺乳动物细胞中的rRNA进行遗传修饰，从而阻碍了对核糖体功能的理解。在真核生物进化过程中，触角状的rRNA扩展片段在序列和大小上的变化是否在翻译控制中具有功能作用，目前尚不清楚。在这里，我们开发了可变扩展片段-配体嵌合核糖体免疫沉淀RNA测序（VELCRO-IP RNA-seq），这是一种通用的方法，可以生成物种适应的ESs，并绘制转录组中优先与ESs相关的特定mRNA区域。将VELCRO-IP RNA-seq应用于哺乳动物ES - ES9S，鉴定出大量转录本，这些转录本通过ES选择性地招募到核糖体上。我们进一步鉴定了一组5 ' utr，它们通过es9s介导的核糖体结合促进帽无关翻译。因此，我们提出了一种研究核糖体神秘的ESs的技术，揭示了它们在基因特异性翻译中的功能。Leppek等人开发了一种利用嵌合酵母核糖体VELCRO-IP RNA-seq的下拉技术，以定位精度绘制核糖体RNA （rRNA）和mrna之间的全基因组相互作用。他们发现，扩展片段（ESs），即核糖体延伸的rRNA触手，特异性地结合5 ' UTR元件，从而使选择的mrna能够进行帽无关翻译。
Roles for ribosomal RNA (rRNA) in gene regulation remain largely unexplored. With hundreds of rDNA units positioned across multiple loci, it is not possible to genetically modify rRNA in mammalian cells, hindering understanding of ribosome function. It remains elusive whether expansion segments (ESs), tentacle-like rRNA extensions that vary in sequence and size across eukaryotic evolution, may have functional roles in translation control. Here, we develop variable expansion segment-ligand chimeric ribosome immunoprecipitation RNA sequencing (VELCRO-IP RNA-seq), a versatile methodology to generate species-adapted ESs and to map specific mRNA regions across the transcriptome that preferentially associate with ESs. Application of VELCRO-IP RNA-seq to a mammalian ES, ES9S, identified a large array of transcripts that are selectively recruited to ribosomes via an ES. We further characterize a set of 5′ UTRs that facilitate cap-independent translation through ES9S-mediated ribosome binding. Thus, we present a technology for studying the enigmatic ESs of the ribosome, revealing their function in gene-specific translation. Leppek et al. develop a pulldown technology employing chimeric yeast ribosomes, VELCRO-IP RNA-seq, to map interactions between ribosomal RNA (rRNA) and mRNAs genome-wide with positional precision. They find that expansion segments (ESs), the extended rRNA tentacles of the ribosome, specifically bind 5′ UTR elements to enable cap-independent translation of select mRNAs.
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