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circRNAはどのようにして非カノニカルな開始機構で翻訳されるのか？
How are circRNAs translated by non-canonical initiation mechanisms?
PMID: 31265859 DOI: 10.1016/j.biochi.2019.06.015.
抄録
サーキュラーＲＮＡ（circRNA）は、非常に多くの真核生物の遺伝子が共有結合的に閉じたＲＮＡループである。当初はスプライシングのバックグラウンドやスプライシングの副産物と考えられていましたが、近年の研究により、circRNAが進化的に保存されており、細胞内に豊富に存在することが明らかになりました。しかし、その機能についてはほとんど知られていません。また、その形状が円形であることから、当初はノンコーディングRNAに分類されていましたが、最近の質量分析による研究では、ノンコーディングRNAの機能が明らかになりました。しかし、最近の質量分析法による研究により、細胞質に存在するcircRNAの中には、検出可能なペプチドに効率よく翻訳されているものがあることが明らかになってきました。このことは、どのようなメカニズムでこれらの環状転写物の翻訳開始を制御しているのかという興味深い問題を提起しています。代替的な翻訳開始のメカニズムとして考えられるのは、IRES（Internal Ribosome Entry Site）の存在であり、キャップから独立してRNA上に開始因子とリボソームを直接リクルートすることを可能にしている。これは、開始コドンの上流にIRESを示すいくつかのcircRNAの場合に当てはまります。しかし、circRNAの翻訳開始には別のプロセスが関与しているように思われる。これらのmAは、キャップに依存しない翻訳を促進することができ、circRNAに豊富に存在することが示されています。興味深いことに、これら2つの代替的な翻訳開始プロセスは、一般的に細胞ストレス下で活性化され、特定のストレス応答遺伝子の発現を可能にします。これらの発見は、circRNAの翻訳とストレス条件下での細胞応答を結びつけ、ストレス条件下でのcircRNA発現の調節とその機能についての新たな研究を提起している。本レビューでは、この新たな分野に関する最新の知見を紹介します。
Circular RNAs (circRNAs) are covalently closed RNA loops produced by a very large number of expressed eukaryotic genes. Initially considered as splicing background and/or splicing side products, recent studies have shown that they are evolutionary conserved and abundant in cells. Yet, their functions remain largely unknown. Because of their circular shape, they were initially categorized as non-coding RNAs. However, recent studies based on mass spectrometry analysis indicate that some cytoplasmic circRNAs are effectively translated into detectable peptides. This raises the interesting question of which mechanisms regulate the translation initiation of those circular transcripts, i.e. unable to recruit the small ribosome subunit through the 5' cap. A possible mechanism for alternative translation initiation is the presence of an IRES (Internal Ribosome Entry Site) that allows direct recruitment of initiation factors and ribosomes on the RNA independently from the cap. This is the case for several circRNAs that exhibit IRESs upstream from the start codon. Yet, another process seems to be involved in initiating the translation of circRNAs: the presence of N-methyladenosine (mA) residues. These mA can promote cap-independent translation and have been shown to be enriched in circRNAs. Interestingly, these two alternative translation initiation processes are generally activated under cellular stress to allow expression of specific stress response genes. These discoveries therefore link circRNA translation to cellular response to stress conditions, raising new enquiries about the regulation of circRNA expression under stress conditions and their functions. This review provides a state of the art on this emerging area.
Copyright © 2019. Published by Elsevier B.V.