ダウンストリームボックス：大腸菌の効率的で独立した翻訳開始信号

ダウンストリームボックス（DB）は、もともと、開始コドンのすぐ下流にあるいくつかの大腸菌およびバクテリオファージmRNAの翻訳エンハンサーとして説明されていました。ここでは、DBが独立した機能的に重要な役割を持っている可能性を調べるために、非常に活性なバクテリオファージT7遺伝子10リボソーム結合部位（RBS）のDBおよびShine-Dalgarno（SD）領域にヌクレオチド置換を導入しました。DBの非存在下でのSDシーケンスの根絶は、ジヒドロ葉酸レダクターゼレポーター遺伝子に融合したRBSフラグメントの翻訳活性を廃止しました。対照的に、開始コドンの下流のさまざまな位置で最適化されたDBは、SD領域が不足しているにもかかわらず、非常に効率的なタンパク質合成を促進しました。DBは、開始コドンの上流にSDシーケンスの位置にシフトした場合、機能的ではありませんでした。16S RRNA（「アンチダウンストリームボックス」）のヌクレオチド1469-1483はDBを相補的であり、SD領域の非存在と存在下でこの相補性を強化した翻訳を最適化します。DBと抗DBの間の刺激的な相互作用により、スタートコドンが16S RRNAのデコード領域と密接に接触し、それにより翻訳の独立した効率的な開始を媒介することを提案します。

The downstream box (DB) was originally described as a translational enhancer of several Escherichia coli and bacteriophage mRNAs located just downstream of the initiation codon. Here, we introduced nucleotide substitutions into the DB and Shine-Dalgarno (SD) region of the highly active bacteriophage T7 gene 10 ribosome binding site (RBS) to examine the possibility that the DB has an independent and functionally important role. Eradication of the SD sequence in the absence of a DB abolished the translational activity of RBS fragments that were fused to a dihydrofolate reductase reporter gene. In contrast, an optimized DB at various positions downstream of the initiation codon promoted highly efficient protein synthesis despite the lack of a SD region. The DB was not functional when shifted upstream of the initiation codon to the position of the SD sequence. Nucleotides 1469-1483 of 16S rRNA ('anti-downstream box') are complementary to the DB, and optimizing this complementarity strongly enhanced translation in the absence and presence of a SD region. We propose that the stimulatory interaction between the DB and the anti-DB places the start codon in close contact with the decoding region of 16S rRNA, thereby mediating independent and efficient initiation of translation.