Natural variation in codon bias and mRNA folding strength interact synergistically to modify protein expression in Saccharomyces cerevisiae.
Natural variation in codon bias and mRNA folding strength interact synergistically to modify protein expression in Saccharomyces cerevisiae.
复制标题
DOI：
10.1093/genetics/iyad113
复制
发表时间：
2023-08-09
期刊：
影响因子：
3.3
通讯作者：
Pollard, Daniel A.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Wienecke, Anastacia N.;Barry, Margaret L.;Pollard, Daniel A.
密码子偏倚和mRNA折叠强度（mF）是基因多态性改变蛋白质表达的假设分子机制。基因间密码子偏倚和mF的自然模式以及改变密码子偏倚和mF的影响表明，这两种机制的影响可能取决于转录物中多态性的特定位置。尽管密码子偏倚和mF可能在群体内的自然性状变异中发挥核心作用，但缺乏关于多态性密码子偏倚和mF与蛋白质表达变异之间关系的系统研究。为了满足这一需求，我们分析了22株酿酒酵母的基因组学、转录组学和蛋白质组学数据，估计了1620个基因中每个等位基因的蛋白质积累，作为每RNA分子蛋白质分子的对数（logPPR），并建立了将密码子偏倚和mF的等位基因变异与logPPR的等位基因变异联系起来的线性混合效应模型。我们发现密码子偏倚和mF相互作用与logPPR呈正相关，这种相互作用几乎解释了密码子偏倚和mF的所有影响。我们研究了转录本中多态性的位置如何影响它们的作用，发现密码子偏倚主要通过结构域编码和3 '编码序列的多态性起作用，而mF主要通过非翻译区影响较弱的编码序列起作用。我们的研究结果提供了迄今为止转录物多态性如何影响蛋白质表达的最全面的表征。
Codon bias and mRNA folding strength (mF) are hypothesized molecular mechanisms by which polymorphisms in genes modify protein expression. Natural patterns of codon bias and mF across genes as well as effects of altering codon bias and mF suggest that the influence of these 2 mechanisms may vary depending on the specific location of polymorphisms within a transcript. Despite the central role codon bias and mF may play in natural trait variation within populations, systematic studies of how polymorphic codon bias and mF relate to protein expression variation are lacking. To address this need, we analyzed genomic, transcriptomic, and proteomic data for 22 Saccharomyces cerevisiae isolates, estimated protein accumulation for each allele of 1,620 genes as the log of protein molecules per RNA molecule (logPPR), and built linear mixed-effects models associating allelic variation in codon bias and mF with allelic variation in logPPR. We found that codon bias and mF interact synergistically in a positive association with logPPR, and this interaction explains almost all the effects of codon bias and mF. We examined how the locations of polymorphisms within transcripts influence their effects and found that codon bias primarily acts through polymorphisms in domain-encoding and 3′ coding sequences, while mF acts most significantly through coding sequences with weaker effects from untranslated regions. Our results present the most comprehensive characterization to date of how polymorphisms in transcripts influence protein expression.
登录
查看更多内容
Biopython：用于计算分子生物学和生物信息学的免费 Python 工具。
DOI：
10.1093/bioinformatics/btp163
发表时间：
2009-06-01
期刊：
Bioinformatics (Oxford, England)
影响因子：
--
作者：
Cock PJ;Antao T;Chang JT;Chapman BA;Cox CJ;Dalke A;Friedberg I;Hamelryck T;Kauff F;Wilczynski B;de Hoon MJ
通讯作者：
de Hoon MJ
影响因子：
4.5
作者：
Babendure, JR;Babendure, JL;Tsien, RY
通讯作者：
Tsien, RY
影响因子：
--
作者：
Gooch, Van D.;Mehra, Arun;Dunlap, Jay C.
通讯作者：
Dunlap, Jay C.
影响因子：
9.8
作者：
Foss EJ;Radulovic D;Shaffer SA;Goodlett DR;Kruglyak L;Bedalov A
通讯作者：
Bedalov A
影响因子：
4.1
作者：
Cohen, Eyal;Zafrir, Zohar;Tuller, Tamir
通讯作者：
Tuller, Tamir