上流オープンリーディングフレーム（uORF）は多くの真核生物の遺伝子の半数以上で予測され、しばしば翻訳とmRNA安定性を低下させる。これにより逆説が生じる。なぜ、遺伝子発現を抑制する効果にもかかわらず、uORFは真核生物のゲノムにこれほどまでに広く存在し続けるのだろうか。モデルとしてアラビドプシスを用い、定常状態のRNAプール内におけるuORFの包含とその抑制的影響が、転写開始点（TSS）の選択によって制御されることを示す。TSSの選択は、uORFを含む遺伝子の90%以上においてuORFの包含に影響し、さらに多くの転写産物からuORFを選択的に除外することを見出す。バイオインフォマティクス解析ではアラビドプシス遺伝子の55%にuORFが存在すると予測される一方で、発現している転写産物でuORFを含むのは10%未満である。このTSSによるフィルタリングは非ランダムである。すなわち、uORFが除外された遺伝子はハウスキーピング機能が豊富であり、uORFを保持する遺伝子は調節機能に関連している。TSSの不均一性を考慮しないことは、長さ依存的なuORF抑制を見えなくし、uORF活性の誤解につながり得ることを示す。重要なのは、ネイティブなmRNAからほとんど除外されたuORFであっても、レポーターの上流に人工的に配置すれば翻訳を抑制できる点である。したがって、見かけ上のuORF抑制性は、ネイティブな転写産物におけるそれらの活性を反映していない可能性がある。我々の結果は、TSS選択がuORFを介した翻訳制御の主要な決定因子であることを確立する。植物および動物の遺伝子ではTSSの不均一性が広く見られるため、TSSの不均一性を無視すると、mRNA 5′リーダー中の調節要素の解析が混乱し得ることを警告する。従って、uORFや他のmRNA調節要素を調べる際にはTSS利用を考慮することを推奨する。さもなければ、結論はネイティブな転写産物における調節活性ではなく、調節ポテンシャルを反映することになる可能性がある。
https://doi.org/10.1101/2024.04.25.591216