Codon optimality is a major determinant of mRNA stability.
Codon optimality is a major determinant of mRNA stability.
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DOI：
10.1016/j.cell.2015.02.029
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发表时间：
2015-03-12
期刊：
影响因子：
64.5
通讯作者：
Coller J
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Presnyak V;Alhusaini N;Chen YH;Martin S;Morris N;Kline N;Olson S;Weinberg D;Baker KE;Graveley BR;Coller J
信使RNA降解是基因表达的关键调控步骤。虽然已经确定了周转的主要途径，但难以解释不同的半衰期。我们发现，密码子优化是一个功能，极大地有助于mRNA的稳定性。全基因组RNA衰变分析表明，稳定的mRNA富含指定的最佳密码子，而不稳定的mRNA主要含有非最佳密码子。用同义的非最佳密码子取代最佳密码子导致显著的mRNA不稳定，而匡威的取代显著增加稳定性。此外，我们证明了密码子优化影响核糖体易位，通过密码子优化连接翻译延长和衰变的过程。最后，我们表明，最佳密码子含量占类似的稳定性观察到的mRNA编码蛋白质与协调的生理功能。这项工作表明，密码子优化作为一种机制存在，以微调mRNA的水平，并最终，蛋白质。
Messenger RNA degradation represents a critical regulated step in gene expression. While the major pathways in turnover have been identified, accounting for disparate half-lives has been elusive. We show that codon optimality is one feature that contributes greatly to mRNA stability. Genome-wide RNA decay analysis revealed that stable mRNAs are enriched in codons designated optimal, whereas unstable mRNAs contain predominately non-optimal codons. Substitution of optimal codons with synonymous, non-optimal codons results in dramatic mRNA destabilization, while the converse substitution significantly increases stability. Further, we demonstrate that codon optimality impacts ribosome translocation, connecting the processes of translation elongation and decay through codon optimality. Finally, we show that optimal codon content accounts for the similar stabilities observed in mRNAs encoding proteins with coordinated physiological function. This work demonstrates that codon optimization exists as an mechanism to finely tune levels of mRNAs, and ultimately, proteins.
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