Multiple RNA structures affect translation initiation and UGA redefinition efficiency during synthesis of selenoprotein P.
Multiple RNA structures affect translation initiation and UGA redefinition efficiency during synthesis of selenoprotein P.
复制标题
DOI：
10.1093/nar/gkx982
复制
发表时间：
2017-12-15
影响因子：
14.9
通讯作者：
Howard MT
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Mariotti M;Shetty S;Baird L;Wu S;Loughran G;Copeland PR;Atkins JF;Howard MT
遗传密码的基因特异性扩展允许UGA密码子指定氨基酸硒代半胱氨酸（Sec）。UGA重定义的一个突出例子发生在编码硒转运蛋白硒蛋白P（SELENP）的mRNA的翻译过程中，在脊椎动物中，硒蛋白P可能含有多达22个符合读框的UGA密码子。在第一和下游UGA密码子处的Sec掺入以可变的效率发生，以控制全长和截短的SELENOP同种型的合成。为了解决Selenop mRNA如何在同一mRNA的不同区域指导动态密码子重定义，我们进行了一次全面的搜索，以寻找遗传学上保守的RNA结构，并使用基于细胞的测定，体外翻译系统和体内核糖体分析检测这些结构的功能，这些结构来自携带3′ UTR硒代半胱氨酸插入序列（SECIS1和SECIS2）基因组缺失的小鼠肝组织。这些数据支持了一种新的RNA结构，该结构靠近影响翻译起始的起始密码子，位于UGA密码子附近的结构，有效生产全长SELENOP所必需的额外编码序列区域，以及SECIS1和SECIS2在UGA密码子处的不同作用。我们的研究结果揭示了RNA元件的显着多样性，这些RNA元件进行多次UGA重新定义以控制全长和截短的SELENP亚型的合成。
Gene-specific expansion of the genetic code allows for UGA codons to specify the amino acid selenocysteine (Sec). A striking example of UGA redefinition occurs during translation of the mRNA coding for the selenium transport protein, selenoprotein P (SELENOP), which in vertebrates may contain up to 22 in-frame UGA codons. Sec incorporation at the first and downstream UGA codons occurs with variable efficiencies to control synthesis of full-length and truncated SELENOP isoforms. To address how the Selenop mRNA can direct dynamic codon redefinition in different regions of the same mRNA, we undertook a comprehensive search for phylogenetically conserved RNA structures and examined the function of these structures using cell-based assays, in vitro translation systems, and in vivo ribosome profiling of liver tissue from mice carrying genomic deletions of 3′ UTR selenocysteine-insertion-sequences (SECIS1 and SECIS2). The data support a novel RNA structure near the start codon that impacts translation initiation, structures located adjacent to UGA codons, additional coding sequence regions necessary for efficient production of full-length SELENOP, and distinct roles for SECIS1 and SECIS2 at UGA codons. Our results uncover a remarkable diversity of RNA elements conducting multiple occurrences of UGA redefinition to control the synthesis of full-length and truncated SELENOP isoforms.
登录
查看更多内容
DOI：
10.1126/science.aab0515
发表时间：
2015-07-03
期刊：
Science (New York, N.Y.)
影响因子：
--
作者：
Lin HC;Ho SC;Chen YY;Khoo KH;Hsu PH;Yen HC
通讯作者：
Yen HC
影响因子：
11.4
作者：
Fagegaltier, D;Hubert, N;Krol, A
通讯作者：
Krol, A
影响因子：
4.5
作者：
Howard, Michael T.;Moyle, Mark W.;Anderson, Christine B.
通讯作者：
Anderson, Christine B.
影响因子：
11.4
作者：
Howard, MT;Aggarwal, G;Atkins, JF
通讯作者：
Atkins, JF
影响因子：
64.8
作者：
Fischer, Niels;Neumann, Piotr;Stark, Holger
通讯作者：
Stark, Holger