真核生物の開始因子（eIF）3は、大麦黄色矮性ウイルスmRNAの3'-5'UTR相互作用と40Sリボソームサブユニット結合を仲介し、キャップに依存しない翻訳を促進する

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Nucleic Acids Res..2019 07;47(12):6225-6235. 5494776. doi: 10.1093/nar/gkz448.

真核生物の開始因子（eIF）3は、大麦黄色矮性ウイルスmRNAの3'-5'UTR相互作用と40Sリボソームサブユニット結合を仲介し、キャップに依存しない翻訳を促進する

Eukaryotic initiation factor (eIF) 3 mediates Barley Yellow Dwarf Viral mRNA 3'-5' UTR interactions and 40S ribosomal subunit binding to facilitate cap-independent translation.

Usha Bhardwaj
Paul Powell
Dixie J Goss

PMID: 31114905 PMCID: PMC6614841. DOI: 10.1093/nar/gkz448.

抄録

大麦黄色矮性ウイルス (BYDV) は、通常の 5' 7-メチルグアノシンキャップと 3' ポリ A テールを欠く陽性鎖 RNA ウイルスです。代わりに、BYDVは、真核生物の翻訳開始因子（eIF）4Fと結合し、活性ヘリカーゼ因子（eIF4A、eIF4B、eIF4FおよびATP）の存在下で40Sリボソームサブユニットをリクルートする、その3'UTR RNA（BYDV-like CITEまたはBTE）の中の十字形キャップ独立翻訳要素（CITE）を利用する。3'BTEと5'UTRステムループとの間の長距離、5ヌクレオチド、塩基対キッシングループ相互作用が翻訳開始に必要である。40S-eIF複合体はBYDVの5'UTRに結合しないことから、さらなる因子の関与が示唆された。アフィニティータグ付き3'BTE RNAプルダウンアッセイを用いて、eIF3を3'BTEリクルート複合体の構成要素として同定した。蛍光異方性結合とゲルシフトアッセイは、3'BTEと5'UTR RNAは、単一の高分子複合体を形成する活性ヘリカーゼ因子の存在下で、同時にかつ非競合的にeIF3を結合することができることを示した。さらに、定量的研究では、eIF3が40Sサブユニットのリクルートを25倍以上に増加させることが示された。我々は、eIF3がBYDVのUTRを橋渡しし、長距離の5'-3'相互作用を安定化し、40S-eIF複合体の5'UTRへのリクルートを促進し、翻訳開始につながるというeIF3の新しい役割を提案しています。

Barley Yellow Dwarf Virus (BYDV) is a positive strand RNA virus that lacks the canonical 5' 7-methylguanosine cap and a 3' poly-A tail. Instead, BYDV utilizes a cruciform cap independent translation element (CITE) in its 3'UTR RNA (BYDV-like CITE or BTE) that binds eukaryotic translation initiation factor (eIF) 4F and recruits 40S ribosomal subunits in the presence of active helicase factors (eIF4A, eIF4B, eIF4F and ATP). A long-range, 5-nucleotide, base-pairing kissing loop interaction between the 3'BTE and a 5'UTR stem-loop is necessary for translation to initiate. The 40S-eIF complex does not bind to the BYDV 5'UTR, suggesting the involvement of additional factors. We identified eIF3 as a component of the 3'BTE recruited complex using affinity-tagged 3'BTE RNA pull-down assays. Fluorescence anisotropy binding and gel shift assays showed that the 3'BTE and 5'UTR RNAs can simultaneously and non-competitively bind eIF3 in the presence of active helicase factors forming a single, macromolecular complex. Further, quantitative studies showed eIF3 increased recruitment of the 40S subunit by more than 25-fold. We propose a new role for eIF3, where eIF3 bridges BYDV's UTRs, stabilizes the long-range 5'-3' interaction, and facilitates recruitment of the 40S-eIF complex to the 5'UTR, leading to translation initiation.