Trans-splicing enhances translational efficiency in C. elegans.
Trans-splicing enhances translational efficiency in C. elegans.
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反式剪接提高了线虫的翻译效率
DOI：
10.1101/gr.202150.115
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发表时间：
2017-09
期刊：
影响因子：
7
通讯作者：
Qian W
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Yang YF;Zhang X;Ma X;Zhao T;Sun Q;Huan Q;Wu S;Du Z;Qian W
翻译效率受到广泛的监管。然而，人们对影响这种监管的因素知之甚少。在秀丽隐杆线虫中，62%的基因被反式剪接到一个特定的剪接前导序列（SL 1）上，该序列取代了部分天然的5′非翻译区（5′ UTR）。鉴于5′ UTR在调节翻译效率中的关键作用，我们假设SL 1反式剪接功能调节翻译效率。通过对Ribo-seq数据的全基因组分析、多核糖体分析实验和基于CRISPR-Cas9的反式剪接位点遗传操作，我们发现了四条支持这一假设的证据。首先，SL 1反式剪接基因比非反式剪接基因具有更高的翻译效率。第二，在其他线虫物种中，SL 1反式剪接基因比非反式剪接的正向同源基因具有更高的翻译效率。第三，SL 1反式剪接同种型比相同基因的非反式剪接同种型具有更高的翻译效率。第四，内源基因的反式剪接位点的缺失导致翻译效率降低。重要的是，我们证明了SL 1反式剪接在提高必需基因的翻译效率中起着关键作用。我们进一步发现，SL 1反式剪接可能通过缩短天然5′ UTR，从而减少上游起始密码子（uAUG）的存在并削弱mRNA二级结构来提高翻译效率。总之，我们的研究阐明了反式剪接在提高线虫翻译效率中的全局功能，为进一步理解翻译调控的基因组机制铺平了道路。
Translational efficiency is subject to extensive regulation. However, the factors influencing such regulation are poorly understood. In Caenorhabditis elegans, 62% of genes are trans-spliced to a specific spliced leader (SL1), which replaces part of the native 5′ untranslated region (5′ UTR). Given the pivotal role the 5′ UTR plays in the regulation of translational efficiency, we hypothesized that SL1 trans-splicing functions to regulate translational efficiency. With genome-wide analysis on Ribo-seq data, polysome profiling experiments, and CRISPR-Cas9–based genetic manipulation of trans-splicing sites, we found four lines of evidence in support of this hypothesis. First, SL1 trans-spliced genes have higher translational efficiencies than non-trans-spliced genes. Second, SL1 trans-spliced genes have higher translational efficiencies than non-trans-spliced orthologous genes in other nematode species. Third, an SL1 trans-spliced isoform has higher translational efficiency than the non-trans-spliced isoform of the same gene. Fourth, deletion of trans-splicing sites of endogenous genes leads to reduced translational efficiency. Importantly, we demonstrated that SL1 trans-splicing plays a key role in enhancing translational efficiencies of essential genes. We further discovered that SL1 trans-splicing likely enhances translational efficiency by shortening the native 5′ UTRs, hence reducing the presence of upstream start codons (uAUG) and weakening mRNA secondary structures. Taken together, our study elucidates the global function of trans-splicing in enhancing translational efficiency in nematodes, paving the way for further understanding the genomic mechanisms of translational regulation.
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影响因子：
4.5
作者：
Babendure, JR;Babendure, JL;Tsien, RY
通讯作者：
Tsien, RY
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作者：
Harris TW;Baran J;Bieri T;Cabunoc A;Chan J;Chen WJ;Davis P;Done J;Grove C;Howe K;Kishore R;Lee R;Li Y;Muller HM;Nakamura C;Ozersky P;Paulini M;Raciti D;Schindelman G;Tuli MA;Van Auken K;Wang D;Wang X;Williams G;Wong JD;Yook K;Schedl T;Hodgkin J;Berriman M;Kersey P;Spieth J;Stein L;Sternberg PW
通讯作者：
Sternberg PW
DOI：
10.1093/bfgp/3.3.199
发表时间：
2004-11-01
期刊：
Briefings in Functional Genomics & Proteomics
影响因子：
--
作者：
Blumenthal, Thomas
通讯作者：
Blumenthal, Thomas
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1.5
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Cheng, Guofeng;Cohen, Leah;Davis, Richard E.
通讯作者：
Davis, Richard E.
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作者：
HALL, MN;GABAY, J;SCHWARTZ, M
通讯作者：
SCHWARTZ, M