オルタナティブORFとスモールORF：暗黒プロテオームに光を当てる

Alternative ORFs and small ORFs: shedding light on the dark proteome.

• Mona Wu Orr
• Yuanhui Mao
• Gisela Storz
• Shu-Bing Qian

抄録

従来のタンパク質コード遺伝子のアノテーションは、1つのオープンリーディングフレーム（ORF）が1つのタンパク質をコードし、翻訳されたタンパク質の最小の長さが1つのタンパク質をコードするというような仮定に依存していました。アノテーションされたORFの上流および下流にコードされた翻訳されたORF、アノテーションされたORF内に入れ子にされたオルタナティブスタートサイト、および以前はノンコーディングと考えられていたRNAからの翻訳されたORFのセレンディピタスな発見により、このような最初の仮定が間違っていることが明らかになりつつあります。この発見は、遺伝情報がより密にコードされており、プロテオームが以前の予想以上に複雑であることに気づかせてくれました。そのため、これまで無視されていた「暗黒プロテオーム」の同定と特性化への関心が高まっていますが、真核生物や細菌の研究はほとんどが孤立した状態で進んでいることに注意してください。このギャップを埋めるために、暗いプロテオームの研究から浮上しているエキサイティングな知見を説明するために、我々は真核生物と細菌細胞の両方で最近の進歩を強調表示します。我々は、機能とそれらの発現の制御の理解と同様に、代替ORFの検出の進歩を議論し、将来の仕事のための質問を提示します。

Traditional annotation of protein-encoding genes relied on assumptions, such as one open reading frame (ORF) encodes one protein and minimal lengths for translated proteins. With the serendipitous discoveries of translated ORFs encoded upstream and downstream of annotated ORFs, from alternative start sites nested within annotated ORFs and from RNAs previously considered noncoding, it is becoming clear that these initial assumptions are incorrect. The findings have led to the realization that genetic information is more densely coded and that the proteome is more complex than previously anticipated. As such, interest in the identification and characterization of the previously ignored 'dark proteome' is increasing, though we note that research in eukaryotes and bacteria has largely progressed in isolation. To bridge this gap and illustrate exciting findings emerging from studies of the dark proteome, we highlight recent advances in both eukaryotic and bacterial cells. We discuss progress in the detection of alternative ORFs as well as in the understanding of functions and the regulation of their expression and posit questions for future work.

Published by Oxford University Press on behalf of Nucleic Acids Research 2019.