セロトニン輸送体の翻訳されていない領域はmRNAの存在量とタンパク質発現に影響を与える

セロトニン輸送体（SERT、SLC6A4）は、脳と腸の重要な神経伝達物質とホルモンであるセロトニン（5-HT、5-ヒドロキシトリプタミン）の利用可能性を調節するNa+依存性輸送体です。ヒトSERT遺伝子は、同一のSERTタンパク質の発現を促進する2つの代替プロモーターで構成されています。ただし、タンパク質コーディング領域から上流のmRNAの領域である5 '非翻訳領域（5'UTR）が異なるこれら2つのプロモーターに由来する異なるmRNA転写型変異体があります。これらの転写産物のうち2つはエクソン-1Aを含み、神経組織に豊富ですが、3番目の転写産物にはエクソン-1Cが含まれており、腸に豊富です。3'utrは、転写産物間でほぼ同じです。現在の研究では、mRNAまたはタンパク質レベルを制御することにより、腸上皮細胞（IECS）におけるSERTのUTRがその発現に影響するという仮説をテストしました。SERT UTRをルシフェラーゼレポータープラスミドおよびルシフェラーゼmRNAにクローン化し、活性をモデルIEC CACO-2にUTR構築物を一時的にトランスフェクションした後に測定しました。ルシフェラーゼ活性とmRNAの存在量は、3つの5'utrバリアントのうち2つの空のベクターよりも高かった。翻訳指数の計算（ルシフェラーゼ活性を相対ルシフェラーゼmRNAレベルで割った）は、5'utrを含むエクソン-1Aが低い翻訳効率を示す5'utrを含むエクソン-1Cと比較した場合、翻訳が強化されたことを明らかにしました。空のベクトルと比較して、SERT 3'utrはルシフェラーゼ活性を著しく減少させました。SERT 3'UTRのシリコ分析により、この減少の原因となる可能性のある多くの保存された潜在的なmiRNA結合部位が明らかになりました。結論として、SERTのUTRがmRNAの存在量とタンパク質発現を調節することを示しました。SERTのUTRがその発現に影響を与える分子基盤を描写すると、5-HTの可用性の変化に関連するGI障害におけるSERTの転写後調節の理解が高まっています。

The serotonin transporter (SERT, SLC6A4) is a Na+-dependent transporter that regulates the availability of serotonin (5-HT, 5-hydroxytryptamine), a key neurotransmitter and hormone in the brain and the intestine. The human SERT gene consists of two alternate promoters that drive expression of an identical SERT protein. However, there are different mRNA transcript variants derived from these two promoters that differ in their 5' untranslated region (5'UTR), which is the region of the mRNA upstream from the protein-coding region. Two of these transcripts contain exon-1a and are abundant in neuronal tissue, whereas the third transcript contains exon-1c and is abundant in the intestine. The 3'UTR is nearly identical among the transcripts. Current studies tested the hypothesis that the UTRs of SERT influence its expression in intestinal epithelial cells (IECs) by controlling mRNA or protein levels. The SERT UTRs were cloned into luciferase reporter plasmids and luciferase mRNA and activity were measured following transient transfection of the UTR constructs into the model IEC Caco-2. Luciferase activity and mRNA abundance were higher than the empty vector for two of the three 5'UTR variants. Calculation of translation index (luciferase activity divided by the relative luciferase mRNA level) revealed that the exon-1a containing 5'UTRs had enhanced translation when compared to the exon-1c containing 5'UTR which exhibited a low translation efficiency. Compared to the empty vector, the SERT 3'UTR markedly decreased luciferase activity. In silico analysis of the SERT 3'UTR revealed many conserved potential miRNA binding sites that may be responsible for this decrease. In conclusion, we have shown that the UTRs of SERT regulate mRNA abundance and protein expression. Delineating the molecular basis by which the UTRs of SERT influence its expression will lead to an increased understanding of post-transcriptional regulation of SERT in GI disorders associated with altered 5-HT availability.