Вторичные шпильки РНК управляют выбором старт-кодона при трансляции мРНК

Исследователи из Университета Дьюка обнаружили, что шпильки РНК, расположенные ниже по течению от старт-кодонов, создают ситуационно-зависимую «пробку» при сканировании мРНК рибосомой. Это приводит к повышению вероятности трансляции с вышерасположенных старт-кодонов (uAUG).

В статье «Повсеместные нижележащие шпильки РНК динамически определяют выбор старт-кодона», опубликованной в Nature, команда описывает этот механизм регуляции трансляции у растения Arabidopsis и его последующее обнаружение у человека.

• Механизм «пробки»: Рибосомная субъединица сканирует мРНК в поиске старт-кодона AUG. Если между двумя потенциальными старт-кодонами находится шпилька РНК, процесс сканирования замедляется. Это дает больше времени для распознавания и инициации трансляции с вышерасположенного старт-кодона (uAUG).

• Логический ворота в Arabidopsis: В ответ на иммунный триггер (фрагмент бактериального белка elf18) у Arabidopsis активируются РНК-хеликазы (RH37-подобные). Они распутывают шпильки около uAUG, устраняя «пробку». Это переключает трансляцию на нижележащий основной старт-кодон, приводя к синтезу альтернативного белка. Этот процесс работает как логический ворота «если…, то…».

• Сохранение у млекопитающих:

  • Введение шпильки ниже старт-кодона в гене ATF4 (отвечает на клеточный стресс) подавило его трансляцию.
  • Анализ мутантной мРНК гена BRCA1 (связан с раком груди) методом SHAPE-MaP выявил наличие шпилечных структур ниже uAUG2 и uAUG3, что указывает на аналогичный механизм регуляции.

Вывод: Механизм выбора старт-кодона, опосредованный нижележащими шпильками РНК, универсален — он функционирует как у растений, так и в клетках человека. Это открытие имеет значение для эволюционной биологии и потенциальной терапевтической мишени.