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転写ダイナミクスがポリ(A)テールとRNA分解機械の発現を制御してmRNAレベルをバランスさせる
Transcription Dynamics Regulate Poly(A) Tails and Expression of the RNA Degradation Machinery to Balance mRNA Levels.
PMID: 32294471 DOI: 10.1016/j.molcel.2020.03.022.
抄録
遺伝子発現はmRNAの合成と分解の速度によって制御されているが、これらのプロセスがどのように調整されているのかはあまり理解されていない。ここでは、特定の遺伝子の転写動態が低下すると、mAの沈着が促進され、CCR4-Not複合体の優先的な活性、ポリ(A)テールが短縮され、それぞれのmRNAの安定性が低下することを示している。これらの効果は内部リボソームエントリーサイト(IRES)要素によっても発揮され、転写の一時停止部位であることがわかった。しかし、転写ダイナミクスやポリ（A）テールがグローバルに変化すると、細胞はmRNA分解機構の発現を調整することでmRNAレベルを緩衝化しています。ストレスによって転写伸長がグローバルに阻害されると、mRNA分解機構が劇的に阻害され、大規模なmRNAの安定化が起こります。したがって、B細胞の活性化やグルコース刺激などのグローバルな転写伸長は、逆の効果を示すことになります。本研究では、転写とmRNAの安定化を結びつけることで、哺乳類細胞における遺伝子発現のバランスを保つ2つの分子経路を明らかにしました。
Gene expression is regulated by the rates of synthesis and degradation of mRNAs, but how these processes are coordinated is poorly understood. Here, we show that reduced transcription dynamics of specific genes leads to enhanced mA deposition, preferential activity of the CCR4-Not complex, shortened poly(A) tails, and reduced stability of the respective mRNAs. These effects are also exerted by internal ribosome entry site (IRES) elements, which we found to be transcriptional pause sites. However, when transcription dynamics, and subsequently poly(A) tails, are globally altered, cells buffer mRNA levels by adjusting the expression of mRNA degradation machinery. Stress-provoked global impediment of transcription elongation leads to a dramatic inhibition of the mRNA degradation machinery and massive mRNA stabilization. Accordingly, globally enhanced transcription, such as following B cell activation or glucose stimulation, has the opposite effects. This study uncovers two molecular pathways that maintain balanced gene expression in mammalian cells by linking transcription to mRNA stability.
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