ストレス状況下で、細胞はtRNA量を変化させてタンパク質合成を選択的に調節する

Sci. Signal. 04 Sep 2018:
Vol. 11, Issue 546, eaat6409
DOI: 10.1126/scisignal.aat6409

Marc Torrent^1,2,*,†, Guilhem Chalancon^1,*, Natalia S. de Groot^1,‡, Arthur Wuster^1,§, and M. Madan Babu^1,†

¹ Laboratory of Molecular Biology, Medical Research Council, Francis Crick Avenue, Cambridge CB2 0QH, UK.
² Systems Biology of Infection Lab, Department of Biochemistry and Molecular Biology, Universitat Autónoma de Barcelona, 08193 Barcelona, Spain.

† Corresponding author. Email: marc.torrent@uab.cat (M.T.); madanm@mrc-lmb.cam.ac.uk (M.M.B.)

* Joint first authors.

‡ Present address: Center for Genomic Regulation, Parc de Recerca Biomédica de Barcelona, Aiguader 88, 08003 Barcelona, Spain.

§ Present address: Department of Human Genetics and Department of Bioinformatics and Computational Biology, Genentech Inc., South San Francisco, CA 94080, USA.

要約

タンパク質合成時のmRNA情報の解読はtRNAアダプターに依存しており、tRNAアダプターの存在量は解読速度と翻訳効率に影響しうる。タンパク質の発現を選択的に調節するために細胞がtRNA量を変化させているかどうかを決定するために、われわれは、出芽酵母（Saccharomyces cerevisiae）において多種多様なストレス状況に応答したさまざまな時点での個々のtRNA量の変化を定量化した。その結果、tRNA貯留量が動的であり、ストレスに関連する転写産物の選択的翻訳を促進する形で再構成されることを見出した。複数のデータセットのゲノム解析、確率論的シミュレーション、アミノ酸配列は同一のまま使用コドンを変化させたデザイン配列を用いる実験によって、tRNA量の変化がmRNA量などの因子とは独立してタンパク質の発現に影響することが示された。われわれは、細胞が多種多様なストレス状況下で必要なタンパク質の量を増加させるためにtRNA量を変化させ、特定の転写産物の翻訳速度に選択的に影響を与えていることを提唱する。

Citation: M. Torrent, G. Chalancon, N. S. de Groot, A. Wuster, M. M. Babu, Cells alter their tRNA abundance to selectively regulate protein synthesis during stress conditions. Sci. Signal. 11, eaat6409 (2018).