ИСТИНА

Регуляция экспрессии генов на уровне трансляции является одним из ключевых механизмов, благодаря которому может изменяться профиль экспрессии генов в ответ на внутренние или внешние раздражители. Регуляция на стадии инициации может осуществляться с помощью различных цис-элементов, присутствующих в 5'-НТО мРНК. Одними из таких элементов служат короткие открытые рамки считывания (кОРС), расположенные в 5'-НТО проксимальнее основной ОРС. Такой регуляторный элемент обнаружен в мРНК примерно 58% генов человека. Данный элемент может являться простым и эффективным способом снижения уровня экспрессии основного белка, поскольку наличие дополнительных стартовых кодонов в 5'-НТО приводит к снижению числа рибосом на главном AUG. Как показали наши расчёты, для 72 % генов, имеющих мРНК с кОРС, обнаружены также варианты матриц без подобных элементов. По-видимому, переключение между альтернативными вариантами мРНК, обладающими разной эффективностью трансляции, может являться распространённым методом контроля экспрессии генов. На примере одного из генов человека (ген SLAMF1), мы показали зависимость между экспрессией белка и синтезируемыми изоформами мРНК. Было обнаружено, что в клеточной линии Blin-1 с низкой экспрессией белка SLAMF1 в основном синтезируются изоформы мРНК с короткими рамками в 5'-НТО, а в клеточной линии MP-1 с высоким уровнем экспрессии белка, изоформа мРНК без кОРС. Способность кОРС исследуемого гена блокировать трансляцию была подтверждена в опытах с трансфекцией клеток HEK-293 искусственно синтезированной мРНК, содержащей репортёрный ген люциферазы и 5'-НТО различных изоформ гена SLAMF1. Наличие одной или нескольких кОРС в мРНК может быть не только ограничителем трансляции. В ряде случаев присутствие кОРС в матрице может придавать её трансляции устойчивость к недостатку некоторых факторов инициации. Причиной этого является тот факт, что трансляция мРНК, в 5'-НТО которой имеются кОРС, происходит за счёт целого ряда механизмов, отличающихся от классического механизма инициации трансляции моноцистронных матриц у эукариот. Наиболее интересным в нашем случае является механизм терминации-реинициации с участием регуляторного элемента TURBS (Termination/Translation Upstream Ribosome Binding Site). Этот механизм описан для геномов некоторых вирусов, например, калицивирусов и вируса гриппа B. Предполагается, что участок TURBS с коровой последовательностью UGGGA взаимодействует с комплементарным участком 26-ой петли 18S РНК и/или с фактором eIF3, что приводит к задержке рибосомы около стоп-кодона с последующей реинициацией на старт-кодоне, пересекающемся со стоп-кодоном или даже расположенным перед ним. Мы обнаружили, что 5'-НТО более длинной изоформы мРНК slamf1 содержит четыре кОРС, причём стоп-кодон последней кОРС перекрывается со старт-кодоном основной рамки (UGAUG), а в 5'-НТО длинной изоформы находится характерная для TURBS коровая последовательность UGGGA, что позволяет предположить участие механизма терминации-реинициации. Мы обнаружили, что мутация корового элемента TURBS приводит к значительному падению трансляции матрицы с 5'-НТО более длинной изоформы мРНК slamf1. Таким образом, элемент TURBS может участвовать в регуляции трансляции клеточных матриц.