転写はリボ核タンパク質アセンブリの協調性を増加させる

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Cell.2019 11;179(6):1370-1381.e12. S0092-8674(19)31228-0. doi: 10.1016/j.cell.2019.11.007.Epub 2019-11-21.

転写はリボ核タンパク質アセンブリの協調性を増加させる

Transcription Increases the Cooperativity of Ribonucleoprotein Assembly.

Margaret L Rodgers
Sarah A Woodson

PMID: 31761536 PMCID: PMC6886681. DOI: 10.1016/j.cell.2019.11.007.

抄録

新しいリボソームの合成は、rRNAの転写中に始まり、5'から3'の秩序ある勾配に従うと広く想定されています。リボソームタンパク質とRNAの複合体の共転写アセンブリをリアルタイムで可視化するために、我々は、転写とタンパク質と伸長する転写物との結合を同時にモニターする単一分子プラットフォームを開発しました。意外なことに、初期アセンブリタンパク質であるuS4は、新しく作られたプレ16S rRNAと一過性にしか結合しないことがわかった。uS4が安定に結合する可能性が高くなったのは、リボソーム蛋白質がさらに存在した場合であり、この蛋白質はuS4の上流と下流に結合し、生産性の高いアセンブリ中間体の早期形成を可能にしている。複数のタンパク質による伸長RNAの動的サンプリングは、不均一なRNAフォールディングを克服し、アセンブリのボトルネックを防ぎ、転写時間内にアセンブリを開始することを提案している。このことは、転写結合型RNPアセンブリに共通する特徴であると考えられる。

The synthesis of new ribosomes begins during transcription of the rRNA and is widely assumed to follow an orderly 5' to 3' gradient. To visualize co-transcriptional assembly of ribosomal protein-RNA complexes in real time, we developed a single-molecule platform that simultaneously monitors transcription and protein association with the elongating transcript. Unexpectedly, the early assembly protein uS4 binds newly made pre-16S rRNA only transiently, likely due to non-native folding of the rRNA during transcription. Stable uS4 binding became more probable only in the presence of additional ribosomal proteins that bind upstream and downstream of protein uS4 by allowing productive assembly intermediates to form earlier. We propose that dynamic sampling of elongating RNA by multiple proteins overcomes heterogeneous RNA folding, preventing assembly bottlenecks and initiating assembly within the transcription time window. This may be a common feature of transcription-coupled RNP assembly.