RNA分解体における広範なエクソン結合複合体のフットプリントは、定常翻訳前のmRNA分解を示す

Widespread Exon Junction Complex Footprints in the RNA Degradome Mark mRNA Degradation before Steady State Translation.

• Wen-Chi Lee
• Bo-Han Hou
• Cheng-Yu Hou
• Shu-Ming Tsao
• Ping Kao
• Ho-Ming Chen

抄録

エクソンジャンクション複合体（EJC）は、スプライシングの際にmRNAに付着し、翻訳のパイオニアラウンドの間にリボソームによって置換されます。EJCが結合したmRNAはNonsense-mRNA decay (NMD)によって分解されるが、適切な方法論がないため、他の分解経路の同定は困難であった。ここでは、シロイヌナズナ細胞、イネ細胞、ワーム細胞、ヒト細胞のRNA分解体が、EJC領域に対応する分解中間体の5'一リン酸(5'P)末端の濃縮を示すことを示している。5'-3'エクソリボヌクレアーゼ活性を阻害し、シロイヌナズナのEJC分解因子を過剰発現させると、これらの5'P末端の蓄積が減少し、それらが生体内のEJCの足跡であるという考えを支持した。何百ものシロイヌナズナのNMDターゲットは明らかにEJCの足跡を持っており、翻訳のパイオニアラウンド中に分解されることが証明された。早期終結コドンに加えて、植物マイクロRNAはEJC結合mRNAの分解を指示することができる。しかし、マイクロRNAではなく、NMDからのEJCフットプリントの産生には、NMD因子SUPPRESSOR WITH MORPHOLOGICAL EFFECT ON GENITALIA PROTEIN7が必要である。これらの結果は、シロイヌナズナにおいてin vivoでのEJCフットプリントを示すものであり、RNA分解酵素の構成を解明し、NMDやEJC結合mRNAを標的とした他のメカニズムを研究するための新たな道筋を提供するものである。

Exon junction complexes (EJCs) are deposited on mRNAs during splicing and displaced by ribosomes during the pioneer round of translation. Nonsense-mediated mRNA decay (NMD) degrades EJC-bound mRNA, but the lack of suitable methodology has prevented the identification of other degradation pathways. Here, we show that the RNA degradomes of Arabidopsis (), rice (), worm (), and human () cells exhibit an enrichment of 5' monophosphate (5'P) ends of degradation intermediates that map to the canonical EJC region. Inhibition of 5' to 3' exoribonuclease activity and overexpression of an EJC disassembly factor in Arabidopsis reduced the accumulation of these 5'P ends, supporting the notion that they are in vivo EJC footprints. Hundreds of Arabidopsis NMD targets possess evident EJC footprints, validating their degradation during the pioneer round of translation. In addition to premature termination codons, plant microRNAs can also direct the degradation of EJC-bound mRNAs. However, the production of EJC footprints from NMD but not microRNA targets requires the NMD factor SUPPRESSOR WITH MORPHOLOGICAL EFFECT ON GENITALIA PROTEIN7. Together, our results demonstrating in vivo EJC footprinting in Arabidopsis unravel the composition of the RNA degradome and provide a new avenue for studying NMD and other mechanisms targeting EJC-bound mRNAs for degradation before steady state translation.

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