遺伝暗号の使い分けを認識する分子機構を解明―ヒト細胞における非最適コドンのセンサーを同定―

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2026-03-23 京都大学

ヒト細胞におけるコドン使用の違いを認識する分子機構を解明した研究。コドンは同じアミノ酸を指定しても翻訳効率に差があり、特に非最適コドンを多く含むmRNAは翻訳効率が低く分解されやすいが、その認識因子は不明だった。本研究ではRNA結合タンパク質DHX29がリボソーム上で非最適コドンを検知し、さらにGIGYF2・4EHP複合体を介してmRNAの翻訳と安定性を抑制することを明らかにした。これにより、コドン使用に基づく遺伝子発現制御の仕組みが分子レベルで示され、生命現象の理解やRNA創薬への応用に貢献する成果である。

遺伝暗号の使い分けを認識する分子機構を解明―ヒト細胞における非最適コドンのセンサーを同定―
ヒト細胞におけるDHX29を介した非最適コドンの認識と制御

<関連情報>

ヒト DHX29 は非最適コドンを認識しmRNA分解を制御する Human DHX29 detects nonoptimal codon usage to regulate mRNA stability

Fabian Hia, Yitong Wu, Masanori Yoshinaga, Sakurako Goto-Ito, […] , and Osamu Takeuchi
Science  Published:19 Mar 2026
DOI:https://doi.org/10.1126/science.adw0288

Abstract

Synonymous codon usage controls global gene expression in both prokaryotic and eukaryotic species. Nonoptimal codons are known to induce mRNA decay; however, the underlying molecular mechanism remains poorly understood in human cells. Through genome-wide CRISPR screening, we identified the RNA-binding protein DHX29 as a critical regulator of codon-dependent gene expression. Cryogenic electron microscopy and selective ribosome profiling demonstrated that DHX29 directly interacts with the A-site entrance of the translating 80S ribosome, the binding site for the eEF1A•GTP•aminoacyl-tRNA ternary complex, suggesting a role in monitoring aminoacyl-tRNA sampling. Proteomic analysis further revealed that DHX29 recruits the GIGYF2•4EHP complex to mediate global suppression of nonoptimal mRNAs. These findings establish a mechanistic link between synonymous codon usage and the regulation of gene expression.

細胞遺伝子工学
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