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ナンセンス変異の監視が哺乳類における種々のクラスの転写産物の発現を調節し、ゲノムのノイズを消している

Nature Genetics 36, 10 doi: 10.1038/ng1429

未熟な終止コドンは、真核生物において「ナンセンス変異が引き起こすmRNAの分解」(NMD)によって転写産物の急速な分解を引き起こす。この経路は、ナンセンス変異またはフレームシフト変異によりもたらされる表現型を調節しているが、高等真核生物における生理学的な役割についてはほとんど知られていない。この問題に対処するために、我々はNMDの鍵となる分子であるRent1(hUpf1とも呼ばれる)を欠損させた哺乳類細胞の発現プロファイルを調べた。発現が上昇した転写産物には、5'非翻訳領域の上流に開かれた読み枠をもつもの、ナンセンスコドンやフレームシフトを引き起こす選択的スプライシングをもつもの、3'非翻訳領域にイントロンをもつもの、セレノシステインコドンをもつものが含まれていた。古い時代からあるトランスポゾンや内在性のレトロウイルスによる転写産物もまた上昇していた。これらのmRNAには、終止コドンの少なくとも50塩基対下流にスプライスされたイントロンがあり、NMDを引き起こす条件がそろっているという共通点がある。NMDによる直接的な発現の制御と一致して、発現が上昇している転写産物は、NMDが欠如した細胞においてはよりゆっくりと壊れた。さらに、アミノ酸飢餓によって誘導されたNMDの阻害によって、アミノ酸の恒常性維持にはたらく転写産物がアップレギュレーションされ上昇した。これらの事実は、ナンセンスの監視は、広い範囲にわたる生理学的な転写産物の発現に影響を与える重要な転写後調節機構であり、必須の恒常性維持メカニズムに機能的に組み込まれていて、進化的な遺物の発現を抑制するものであることを示唆している。

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