ノンコーディングRNA

タンパク質に翻訳されず、細胞の分子プロセスを誘導、足場形成、および調節する、大規模で多様なRNAの集合体。

Definition

ノンコーディングRNAは、タンパク質に翻訳されない機能的なRNA分子であり、修飾やサイレンシングを誘導する低分子RNAから、転写やクロマチンを調節する長鎖ノンコーディングRNAまで多岐にわたり、塩基対形成やタンパク質相互作用を介して作用します。

Scope

このトピックでは、タンパク質をコードすることなく機能するRNAについて概説します。これには、低分子核RNAや低分子核小体RNAなどのハウスキーピングノンコーディングRNA、マイクロRNAを含む低分子制御RNA、および長鎖ノンコーディングRNAが含まれます。これらの分子がどのように作用するか（塩基対形成、足場としての機能、修飾の誘導）、および調節とゲノム編成におけるそれらの役割について説明します。RNAベースのサイレンシングのメカニズムについては、関連トピックで詳しく説明されています。

Core questions

• ノンコーディングRNAにはどのようなカテゴリーがあり、どのような働きをしますか？
• 低分子核RNAと核小体RNAは、RNAのプロセシングと修飾をどのようにサポートしていますか？
• マイクロRNAと長鎖ノンコーディングRNAは、遺伝子発現をどのように調節していますか？
• なぜゲノムの大部分がノンコーディングRNAに転写されるのですか？

Key theories

調節性マイクロRNA

創始的な例であるlin-4のような低分子ノンコーディングRNAは、標的遺伝子のメッセンジャーと塩基対形成することで遺伝子を調節し、低分子RNAによる広範な遺伝子制御層を確立します。

ガイドおよび足場としてのRNA

多くのノンコーディングRNAは、標的と塩基対形成して酵素を特定の部位に誘導したり、タンパク質複合体を組み立てる構造的足場として機能したりすることで作用し、細胞機構に配列特異性を与えます。

Mechanisms

低分子核RNAはスプライソソームの触媒および認識コアを形成し、低分子核小体RNAは標的部位との塩基対形成によりリボソームRNAの化学修飾を誘導します。ヘアピン前駆体からプロセシングされたマイクロRNAは、サイレンシング複合体にロードされ、メッセンジャーRNAと対合してそれらを抑制します。長鎖ノンコーディングRNAは、クロマチン修飾因子のリクルート、タンパク質やマイクロRNAの隔離、または核構造の組織化など、多様なメカニズムを介して作用し、多くの場合、塩基対形成と折り畳まれたドメインを利用して特異性を達成し、複合体を組み立てます。

Clinical relevance

マイクロRNAおよび長鎖ノンコーディングRNAの発現異常は、癌やその他の疾患と関連しており、ノンコーディングRNAはバイオマーカーおよび治療標的として研究されています。これは重要性を示すものであり、臨床的ガイダンスを提供するものではありません。

History

1993年のlin-4低分子RNAの発見により、ノンコーディングRNAによる遺伝子調節が明らかになり、その後のゲノムワイド研究により、豊富なマイクロRNAと長鎖ノンコーディングRNAが発見され、ゲノムに対する見方が、タンパク質をコードする鋳型から、遍在する機能的RNAの源へと変革されました。

Key figures

• Victor Ambros
• Gary Ruvkun

Seminal works

• lee1993
• alberts2014

Frequently asked questions

ノンコーディングRNAとは何ですか？

RNA修飾の誘導、遺伝子の調節、分子複合体の足場形成など、タンパク質に翻訳されることなく機能を発揮するRNAです。

ノンコーディングRNAはタンパク質を作らないのに重要ですか？

はい、重要です。それらはスプライシングおよび翻訳機構の必須成分であり、多くの遺伝子発現調節因子であるため、細胞機能の中心的な役割を担っています。