ABCE1によるリボソームリサイクルはリソソーム機能と鉄の恒常性を3'UTR指向制御とナンセンスを媒介とする崩壊にリンクしている

/ /

日本語AIでPubMedを検索

PubMedの提供する医学論文データベースを日本語で検索できます。AI(Deep Learning)を活用した機械翻訳エンジンにより、精度高く日本語へ翻訳された論文をご参照いただけます。

Cell Rep.2020 Jul;32(2):107895. S2211-1247(20)30876-7. doi: 10.1016/j.celrep.2020.107895.

ABCE1によるリボソームリサイクルはリソソーム機能と鉄の恒常性を3'UTR指向制御とナンセンスを媒介とする崩壊にリンクしている

Ribosome Recycling by ABCE1 Links Lysosomal Function and Iron Homeostasis to 3' UTR-Directed Regulation and Nonsense-Mediated Decay.

Xiaoqiang Zhu
He Zhang
Joshua T Mendell

PMID: 32668236 DOI: 10.1016/j.celrep.2020.107895.

抄録

NMD（Nonsense-mediated decay）は、早期終結コドンを含むmRNAを分解する経路である。本研究では、3'非翻訳領域(UTR)の制御に関わる意外な機構を明らかにするため、ゲノムワイドなNMD因子のスクリーニングを行った。その結果、NMDはリソソームの酸性化を必要とし、トランスフェリンを介した鉄の取り込みを可能にしていることが明らかになった。この経路は、鉄硫黄（Fe-S）クラスターを含むリボソームリサイクル因子ABCE1の活性を維持しており、ABCE1の機能が低下すると、リボソームが3'UTRに移動し、エクソン結合複合体を変位させてNMDを阻害する。重要なことは、これらの効果はNMDの基質にとどまらず、ABCE1の活性は3'UTRのマイクロRNAやRNA結合タンパク質などの多様な調節因子へのアクセス性を維持するために必要であるということである。ABCE1のFe-Sクラスターは鉄や活性酸素に対して敏感であることから、これらの知見は、リソソーム機能障害、鉄欠乏、酸化ストレスに対する3'UTR制御の予想外の脆弱性を明らかにした。

Nonsense-mediated decay (NMD) is a pathway that degrades mRNAs containing premature termination codons. Here we describe a genome-wide screen for NMD factors that uncovers an unexpected mechanism that broadly governs 3' untranslated region (UTR)-directed regulation. The screen reveals that NMD requires lysosomal acidification, which allows transferrin-mediated iron uptake, which, in turn, is necessary for iron-sulfur (Fe-S) cluster biogenesis. This pathway maintains the activity of the Fe-S cluster-containing ribosome recycling factor ABCE1, whose impaired function results in movement of ribosomes into 3' UTRs, where they displace exon junction complexes, abrogating NMD. Importantly, these effects extend beyond NMD substrates, with ABCE1 activity required to maintain the accessibility of 3' UTRs to diverse regulators, including microRNAs and RNA binding proteins. Because of the sensitivity of the Fe-S cluster of ABCE1 to iron availability and reactive oxygen species, these findings reveal an unanticipated vulnerability of 3' UTR-directed regulation to lysosomal dysfunction, iron deficiency, and oxidative stress.