Distinct responses to rare codons in select Drosophila tissues.
Distinct responses to rare codons in select Drosophila tissues.
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DOI：
10.7554/elife.76893
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发表时间：
2022-05-06
期刊：
影响因子：
7.7
通讯作者：
Fox, Donald T.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Allen, Scott R.;Stewart, Rebeccah K.;Rogers, Michael;Ruiz, Ivan Jimenez;Cohen, Erez;Laederach, Alain;Counter, Christopher M.;Sawyer, Jessica K.;Fox, Donald T.
长期以来，人们一直认为密码子的使用偏向会影响蛋白质的生产。然而，相对较少的研究分析了密码子的使用对组织特异性mRNA和蛋白质表达的影响。在这里，我们使用密码子修饰的记者对果蝇进行有机体范围的筛选，以寻找对密码子使用偏向的不同组织反应。这些记者揭示了在内源性表达的果蝇基因中，蛋白质表达接近罕见密码子使用极限的断崖式下降。然而，在接近这一极限的边缘，我们发现睾丸和大脑唯一能够表达罕见的密码子丰富的记者。我们定义了一种新的组织特异性密码子使用的度量，组织表观密码子适应指数(TaAI)，以揭示在果蝇和人类睾丸的内源表达基因中对稀有密码子使用的保守富集性。我们进一步证明了罕见密码子在进化上年轻的睾丸特异基因RpL10Aa中的作用。优化RpL10Aa密码子会扰乱女性生育能力。我们的工作突出了在选定的组织中对很少使用的密码子的不同反应，揭示了密码子偏向在组织生物学中的关键作用。
Codon usage bias has long been appreciated to influence protein production. Yet, relatively few studies have analyzed the impacts of codon usage on tissue-specific mRNA and protein expression. Here, we use codon-modified reporters to perform an organism-wide screen in Drosophila melanogaster for distinct tissue responses to codon usage bias. These reporters reveal a cliff-like decline of protein expression near the limit of rare codon usage in endogenously expressed Drosophila genes. Near the edge of this limit, however, we find the testis and brain are uniquely capable of expressing rare codon-enriched reporters. We define a new metric of tissue-specific codon usage, the tissue-apparent Codon Adaptation Index (taCAI), to reveal a conserved enrichment for rare codon usage in the endogenously expressed genes of both Drosophila and human testis. We further demonstrate a role for rare codons in an evolutionarily young testis-specific gene, RpL10Aa. Optimizing RpL10Aa codons disrupts female fertility. Our work highlights distinct responses to rarely used codons in select tissues, revealing a critical role for codon bias in tissue biology.
影响因子：
4.4
作者：
Whittle CA;Malik MR;Krochko JE
通讯作者：
Krochko JE