酵母におけるグルコース飢餓時の翻訳開始期における翻訳の制御

Control of Translation at the Initiation Phase During Glucose Starvation in Yeast.

• Yoshika Janapala
• Thomas Preiss
• Nikolay E Shirokikh

抄録

ブドウ糖は、すべての生命に共通する炭素の最も重要な供給源の一つです。ブドウ糖飢餓は、すべての真核細胞に関連する重要なストレスです。ブドウ糖飢餓反応は、糖尿病や癌などの疾患に重要な意味を持っています。酵母では、グルコース飢餓はタンパク質の合成（mRNAの翻訳）に迅速かつ劇的な影響を与えます。ブドウ糖欠乏に対する応答は、異なるメカニズムと多様なダイナミクスによって翻訳の開始段階を標的としています。同時に、翻訳が抑制されたmRNAとタンパク質合成機械の構成要素は、様々な細胞質の病巣に入ることがあり、これらの病巣もまた、様々な速度で形成され、mRNAを貯蔵または分解することがあります。この10年間で、RNAやRNA:タンパク質の検出のためのハイスループット/オミクス手法の使用を含め、これらのプロセスの理解に多くの進歩が見られた。酵母のグルコース飢餓に対する反応を、翻訳開始の段階別に体系化し、迅速な反応に焦点を当てて現在の知見を解剖したものである。また、最も重要な反応について、メタゾ類などの高等真核生物で見られるメカニズムとの類似性を示すとともに、グルコース飢餓に対する翻訳反応に関する知識の主要なギャップと今後の研究の方向性を指摘している。

Glucose is one of the most important sources of carbon across all life. Glucose starvation is a key stress relevant to all eukaryotic cells. Glucose starvation responses have important implications in diseases, such as diabetes and cancer. In yeast, glucose starvation causes rapid and dramatic effects on the synthesis of proteins (mRNA translation). Response to glucose deficiency targets the initiation phase of translation by different mechanisms and with diverse dynamics. Concomitantly, translationally repressed mRNAs and components of the protein synthesis machinery may enter a variety of cytoplasmic foci, which also form with variable kinetics and may store or degrade mRNA. Much progress has been made in understanding these processes in the last decade, including with the use of high-throughput/omics methods of RNA and RNA:protein detection. This review dissects the current knowledge of yeast reactions to glucose starvation systematized by the stage of translation initiation, with the focus on rapid responses. We provide parallels to mechanisms found in higher eukaryotes, such as metazoans, for the most critical responses, and point out major remaining gaps in knowledge and possible future directions of research on translational responses to glucose starvation.