遺伝子発現における重要なステップは、リボソームが正しい位置にある終止コドンを認識してタンパク質の翻訳プロセスを終了させることです。しかし、多くの研究では、リボソームがコドンを「誤って読み取り」、3' UTR 領域で翻訳を続行することがわかっています。この現象はストップコドンリードスルー（SCR）と呼ばれます。SCR イベントが偶然に発生しないという証拠は存在しますが、根底にあるメカニズムは不明です。
最近、ジャーナルQuantitative Biologyに「遠位ヌクレオチドは終止コドンのリードスルー速度に影響を与える」というタイトルの研究論文が掲載されました（ PDFの全文をダウンロードするには、記事の最後にある「原文を読む」をクリックしてください）。転写物の末端のバイアスは終止コドンのリードスルーの重要な決定要因であり、標準的な UAA 終止コドン翻訳パターンではリボソームが転写されたコード領域の終端で停止する必要があります。
全文要約
リボソームが 3 つの終止コドン (UAA、UAG、UGA) のいずれかに遭遇すると、多くの場合、タンパク質合成の終了を意味します。タンパク質合成の最終ステップには、終止コドンの認識だけでなく、最後の tRAN からの無傷のポリペプチドの放出と、mRNA からのリボソームの解離も含まれます。真核生物では、終止コドンの認識は、eRF1 と 18S rRNA の A1825 の相互作用に基づいて mRNA の圧縮を促進します。しかし、tRNAによる終止コドンの誤読や終止コドンリードスルー（SCR）を阻害するリボソームフレームシフトなどの機構は他にもあり、これによりリボソームは最初の終止コドンに遭遇した後も翻訳を継続し、機能的なタンパク質が得られる可能性がある。
SCR イベントでは、終止コドンを認識する代わりに、放出因子 eRF1 がリボソーム A 部位にほぼ相同な tRNA を収容し、新しいアミノ酸をポリペプチド鎖に組み込みます。このように、放出因子 eRF1 と、終止コドンの 3 つの位置における 2 つの近似 tRNA との間の競合が、タンパク質合成停止プロセスの効率を決定します。実際、UGA は最も忠実度が低いことが知られており、UAG はより信頼性の高い終止コドンであり、UAA は最も高い忠実度を持っています。一般に、終止コドンの漏洩率は 0.1% 未満です。ただし、場合によっては、終止コドンのリーク率が 1% を超える場合もありました。これは、SCR がタンパク質の C 末端を拡張する機能的なコード機構であることを示唆しています。
SCR効率を制御するメカニズムについてはほとんど知られていない。SCR は、バクテリオファージ Qβ、タバコ モザイク ウイルス、および大麦黄矮ウイルスで最初に発見されました。また、SCR 事象は真菌および高等真核生物の一部の遺伝子でも発見されています。過去数年間、真核生物における SCR イベントを発見するために 3 つの方法が使用されてきました: 1. 比較家系図研究; 2. リボソームマップに基づく方法; 3. 終止コドンの上下のヌクレオチド分析のための線形回帰モデル。
この論文の著者らは、後者の 2 つの方法を統合および拡張し、まずキイロショウジョウバエの実験胚における 6739 個の転写産物のリボソーム プロファイルを検出し、1176 個の新しい SCR イベントを同定し、次に、SCR 頻度と上流および下流の終止コドンを特定しました。のシーケンスは、後続の回帰分析のトレーニング セットとして使用されます。終止コドンUGAおよびUAAに関連するSCRイベントの頻度が高い転写産物の上流と下流のヌクレオチド配列が完全に異なることが判明した（図1）。また、以前の研究と比較して、この研究では、遠位位置のヌクレオチドもSCR事象において重要な役割を果たしている可能性があることも判明した。
図 1. UGA(A)、UAA(B)、および UAG(C) 終止コドンの上流および下流配列の KL ダイバージェンス解析
最後に、著者らは次のような作業仮説を提案している：終止コドンの上流と下流のヌクレオチドの構成により、リボソームが終止シグナルを別の方法で翻訳する可能性が高まり、それによってSCRの発生率が増加する可能性がある（図2）。
図 2. 3 つの異なる線形モデルを使用して、それぞれ終止コドン UGA、UAA、および UAG における SCR イベントを予測しました。(A) は UGA、UAA、UAG の 3 つの終止コドンの上流と下流の配列内の核酸位置を表し、(B) は誤った予測の割合を表します。
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