• 文献检索
  • 文档翻译
  • 深度研究
  • 学术资讯
  • Suppr Zotero 插件Zotero 插件
  • 邀请有礼
  • 套餐&价格
  • 历史记录
应用&插件
Suppr Zotero 插件Zotero 插件浏览器插件Mac 客户端Windows 客户端微信小程序
定价
高级版会员购买积分包购买API积分包
服务
文献检索文档翻译深度研究API 文档MCP 服务
关于我们
关于 Suppr公司介绍联系我们用户协议隐私条款
关注我们

Suppr 超能文献

核心技术专利:CN118964589B侵权必究
粤ICP备2023148730 号-1Suppr @ 2026

文献检索

告别复杂PubMed语法,用中文像聊天一样搜索,搜遍4000万医学文献。AI智能推荐,让科研检索更轻松。

立即免费搜索

文件翻译

保留排版,准确专业,支持PDF/Word/PPT等文件格式,支持 12+语言互译。

免费翻译文档

深度研究

AI帮你快速写综述,25分钟生成高质量综述,智能提取关键信息,辅助科研写作。

立即免费体验

解析 mRNA 序列决定蛋白质产生速率。

Deciphering mRNA Sequence Determinants of Protein Production Rate.

机构信息

SUPA, School of Physics and Astronomy, University of Edinburgh, Peter Guthrie Tait Road, Edinburgh EH9 3FD, United Kingdom.

L2C, Université de Montpellier, CNRS, Montpellier, France and DIMNP, Université de Montpellier, CNRS, Montpellier, France.

出版信息

Phys Rev Lett. 2018 Mar 23;120(12):128101. doi: 10.1103/PhysRevLett.120.128101.

DOI:10.1103/PhysRevLett.120.128101
PMID:29694095
Abstract

One of the greatest challenges in biophysical models of translation is to identify coding sequence features that affect the rate of translation and therefore the overall protein production in the cell. We propose an analytic method to solve a translation model based on the inhomogeneous totally asymmetric simple exclusion process, which allows us to unveil simple design principles of nucleotide sequences determining protein production rates. Our solution shows an excellent agreement when compared to numerical genome-wide simulations of S. cerevisiae transcript sequences and predicts that the first 10 codons, which is the ribosome footprint length on the mRNA, together with the value of the initiation rate, are the main determinants of protein production rate under physiological conditions. Finally, we interpret the obtained analytic results based on the evolutionary role of the codons' choice for regulating translation rates and ribosome densities.

摘要

在翻译的生物物理模型中,最大的挑战之一是确定影响翻译速度的编码序列特征,从而影响细胞内的整体蛋白质产量。我们提出了一种分析方法来解决基于非均匀完全非对称简单排斥过程的翻译模型,这使我们能够揭示决定蛋白质产生速率的核苷酸序列的简单设计原则。与酿酒酵母转录序列的全基因组数值模拟相比,我们的解决方案显示出极好的一致性,并预测在生理条件下,第一个 10 个密码子(核糖体在 mRNA 上的足迹长度)以及起始速率值是决定蛋白质产生速率的主要决定因素。最后,我们根据密码子选择在调节翻译速率和核糖体密度方面的进化作用来解释所得到的分析结果。

相似文献

1
Deciphering mRNA Sequence Determinants of Protein Production Rate.解析 mRNA 序列决定蛋白质产生速率。
Phys Rev Lett. 2018 Mar 23;120(12):128101. doi: 10.1103/PhysRevLett.120.128101.
2
Power series method for solving TASEP-based models of mRNA translation.基于幂级数方法求解基于 TASEP 的 mRNA 翻译模型。
Phys Biol. 2019 Dec 3;17(1):015004. doi: 10.1088/1478-3975/ab57a0.
3
Unbiased Quantitative Models of Protein Translation Derived from Ribosome Profiling Data.从核糖体谱数据得出的蛋白质翻译无偏定量模型。
PLoS Comput Biol. 2015 Aug 14;11(8):e1004336. doi: 10.1371/journal.pcbi.1004336. eCollection 2015 Aug.
4
Clustered bottlenecks in mRNA translation and protein synthesis.mRNA翻译和蛋白质合成中的聚集瓶颈
Phys Rev Lett. 2004 Nov 5;93(19):198101. doi: 10.1103/PhysRevLett.93.198101. Epub 2004 Nov 1.
5
Ribosome flow model with extended objects.带扩展物体的核糖体流模型。
J R Soc Interface. 2017 Oct;14(135). doi: 10.1098/rsif.2017.0128.
6
Dynamics of ribosomes in mRNA translation under steady- and nonsteady-state conditions.在稳态和非稳态条件下 mRNA 翻译中核糖体的动态变化。
Phys Rev E. 2020 Jun;101(6-1):062404. doi: 10.1103/PhysRevE.101.062404.
7
Theoretical analysis of the distribution of isolated particles in totally asymmetric exclusion processes: Application to mRNA translation rate estimation.孤立粒子在完全非对称排斥过程中的分布的理论分析:在 mRNA 翻译速率估计中的应用。
Phys Rev E. 2018 Jan;97(1-1):012106. doi: 10.1103/PhysRevE.97.012106.
8
A model of protein translation including codon bias, nonsense errors, and ribosome recycling.一种包括密码子偏好、无义错误和核糖体循环的蛋白质翻译模型。
J Theor Biol. 2006 Apr 21;239(4):417-34. doi: 10.1016/j.jtbi.2005.08.007. Epub 2005 Sep 19.
9
Utilizing the GCN4 leader region to investigate the role of the sequence determinants in nonsense-mediated mRNA decay.利用GCN4前导区研究序列决定因素在无义介导的mRNA衰变中的作用。
EMBO J. 1996 Jun 3;15(11):2810-9.
10
A role for codon order in translation dynamics.密码子顺序在翻译动力学中的作用。
Cell. 2010 Apr 16;141(2):355-67. doi: 10.1016/j.cell.2010.02.036.

引用本文的文献

1
How total mRNA influences cell growth.总 mRNA 如何影响细胞生长。
Proc Natl Acad Sci U S A. 2024 May 21;121(21):e2400679121. doi: 10.1073/pnas.2400679121. Epub 2024 May 16.
2
Bayesian inference of polymerase dynamics over the exclusion process.排除过程中聚合酶动力学的贝叶斯推断。
R Soc Open Sci. 2023 Aug 2;10(8):221469. doi: 10.1098/rsos.221469. eCollection 2023 Aug.
3
Global and gene-specific translational regulation in Escherichia coli across different conditions.不同条件下大肠杆菌中的全局和基因特异性翻译调控。
PLoS Comput Biol. 2022 Oct 20;18(10):e1010641. doi: 10.1371/journal.pcbi.1010641. eCollection 2022 Oct.
4
Intravenous Delivery of RNA Encoding Anti-PD-1 Human Monoclonal Antibody for Treating Intestinal Cancer.静脉注射编码抗程序性死亡蛋白1人单克隆抗体的RNA用于治疗肠道癌
J Cancer. 2022 Jan 1;13(2):579-588. doi: 10.7150/jca.63991. eCollection 2022.
5
Quantitative Modeling of Protein Synthesis Using Ribosome Profiling Data.利用核糖体谱数据对蛋白质合成进行定量建模。
Front Mol Biosci. 2021 Jun 28;8:688700. doi: 10.3389/fmolb.2021.688700. eCollection 2021.
6
EGGTART: A tool to visualize the dynamics of biophysical transport under the inhomogeneous l-TASEP.EGGTART:一种可视化非均匀 l-TASEP 下生物物理输运动态的工具。
Biophys J. 2021 Apr 20;120(8):1309-1313. doi: 10.1016/j.bpj.2021.02.004. Epub 2021 Feb 12.
7
What determines eukaryotic translation elongation: recent molecular and quantitative analyses of protein synthesis.真核生物翻译延伸的决定因素:蛋白质合成的最新分子和定量分析。
Open Biol. 2020 Dec;10(12):200292. doi: 10.1098/rsob.200292. Epub 2020 Dec 9.
8
Inferring efficiency of translation initiation and elongation from ribosome profiling.从核糖体图谱推断翻译起始和延伸的效率。
Nucleic Acids Res. 2020 Sep 25;48(17):9478-9490. doi: 10.1093/nar/gkaa678.
9
Whole cell biophysical modeling of codon-tRNA competition reveals novel insights related to translation dynamics.密码子- tRNA 竞争的全细胞生物物理建模揭示了与翻译动力学相关的新见解。
PLoS Comput Biol. 2020 Jul 10;16(7):e1008038. doi: 10.1371/journal.pcbi.1008038. eCollection 2020 Jul.
10
The Key Parameters that Govern Translation Efficiency.影响翻译效率的关键参数。
Cell Syst. 2020 Feb 26;10(2):183-192.e6. doi: 10.1016/j.cels.2019.12.003. Epub 2020 Jan 15.