転写後制御

細胞が転写後に遺伝子発現を制御する方法 — mRNAの安定性、局在、翻訳を調整することによって、これには低分子制御RNAによるサイレンシングも含まれる。

Definition

転写後制御とは、転写後の段階で遺伝子発現を制御することであり、mRNAの安定性、局在、翻訳を管理することで、タンパク質生産の量とタイミングを転写速度とは独立して調整できるようにする。

Scope

このトピックは、mRNAに作用する制御、すなわち転写物の安定性と分解の制御、mRNAの局在、翻訳因子および非翻訳領域要素を介した翻訳効率、そしてマイクロRNAおよび関連する低分子RNAによるサイレンシングを扱う。これは、転写およびクロマチンレベルの制御を補完し、メッセンジャーそのものの運命に対処するものである。非コードRNAの広範な生物学については、RNA生物学の領域で展開される。

Core questions

• 細胞はmRNAが分解されるまでの持続時間をどのように制御しているのか？
• mRNAの翻訳はどのようにして増減されるのか？
• マイクロRNAはどのようにして標的メッセンジャーをサイレンシングするのか？
• なぜmRNAを翻訳する前に細胞の特定の場所に局在させる必要があるのか？

Key theories

マイクロRNAを介したサイレンシング

低分子RNAは、通常、標的mRNAの非翻訳領域にある相補的な配列と塩基対を形成し、翻訳を抑制したり分解を促進したりする。このメカニズムは、lin-14に作用するlin-4低分子RNAによって初めて明らかにされた。

非翻訳領域とmRNA安定性による制御

mRNAの非翻訳領域にある要素は、タンパク質や低分子RNAによって認識され、転写物の半減期、局在、翻訳効率を決定し、迅速かつ可逆的な発現制御の層を提供する。

Mechanisms

mRNAの寿命は、そのキャップ、ポリ(A)テール、および安定化または不安定化タンパク質を動員する配列要素によって決定され、脱アデニル化がしばしば分解の引き金となる。翻訳は、開始因子、および非翻訳領域に結合してリボソームの動員を阻害または促進するタンパク質やRNAによって制御される。マイクロRNAは、前駆体からプロセシングされ、サイレンシング複合体にロードされた後、標的mRNAと塩基対を形成してその翻訳を抑制し、分解を促進する。局在シグナルは、特定のmRNAを特定の細胞領域に誘導し、そこで必要に応じて翻訳される。

Clinical relevance

mRNAの分解、翻訳制御、およびマイクロRNA活性の調節不全は、がんやその他の疾患に関与しており、低分子RNAに基づくアプローチは研究および治療ツールとして利用されている。これは重要性として提示されるものであり、臨床的ガイダンスではない。

History

1993年、AmbrosとRuvkunのグループによる、lin-4遺伝子がlin-14を制御する低分子制御RNAを産生するという発見は、マイクロRNAを介した転写後制御を導入し、mRNA安定性および翻訳制御の研究とともに、この遺伝子発現の層を確立した。

Key figures

• Victor Ambros
• Gary Ruvkun

Seminal works

• lee1993
• lodish2016

Frequently asked questions

転写後制御とは何ですか？

mRNAが作られた後、その安定性、どこへ行くか、そしてどれだけ効率的に翻訳されるかを調整することによって、遺伝子発現を制御することである。

マイクロRNAはどのようにしてタンパク質産生を減少させるのですか？

それらは標的mRNAと塩基対を形成し、翻訳を阻害し、メッセンジャーの分解を加速する複合体を動員することで、産生されるタンパク質の量を減少させる。