RNAを基盤とする制御

RNAは遺伝子とタンパク質間のメッセンジャーであるだけでなく、それ自体が制御因子でもあります。短いノンコーディングRNAや長いノンコーディングRNAは、遺伝子をサイレンシングし、発現を微調整し、ゲノムの出力を形成するメカニズムを誘導します。

Definition

RNAを基盤とする制御とは、RNA分子、特にマイクロRNAや低分子干渉RNAなどのノンコーディングRNAによる遺伝子発現の制御を指します。これらは、標的遺伝子の転写産物と塩基対を形成するか、または制御複合体を誘導することにより、標的遺伝子をサイレンシングまたは微調整します。

Scope

このトピックでは、RNA干渉とその媒介となる低分子RNA、マイクロRNAとそのメッセンジャーRNAの安定性および翻訳の調整、低分子干渉RNAと遺伝子サイレンシング、長鎖ノンコーディングRNAの広範な役割、そしてこれらの経路の研究ツールおよび治療法としての利用について扱います。転写後およびRNA誘導型制御について論じ、転写レベル制御およびクロマチンベース制御は隣接するトピックで扱われます。

Core questions

• 二本鎖RNAはどのように配列特異的な遺伝子サイレンシングを引き起こすのか？
• マイクロRNAはどのようにメッセンジャーRNAの安定性と翻訳を制御するのか？
• 低分子干渉RNAとマイクロRNAは何が異なるのか？
• 長鎖ノンコーディングRNAは制御においてどのような役割を果たすのか？

Key concepts

• RNA干渉
• マイクロRNAと翻訳抑制
• 低分子干渉RNAと遺伝子サイレンシング
• 長鎖ノンコーディングRNA
• RNAベースのツールと治療法

Mechanisms

二本鎖RNAは短いガイドに加工され、サイレンシング複合体に組み込まれます。これらの複合体は相補的なメッセンジャーRNAを見つけ出し、それを切断するか、またはその翻訳を阻害します。マイクロRNAによる部分的な相補性は発現をより穏やかに調整し、一部の長鎖ノンコーディングRNAは特定の遺伝子座に制御タンパク質を足場として配置したり、リクルートしたりします。

Clinical relevance

RNA干渉は遺伝子ノックダウンのための日常的な実験ツールであり、低分子干渉RNA治療薬やアンチセンスオリゴヌクレオチドを含むRNAベースの薬剤は、現在いくつかの疾患に対して承認されています。また、調節異常なマイクロRNAは癌のバイオマーカーとして利用されています。

History

アンブロスらは1990年代初頭に最初のマイクロRNAを発見し、ファイアーとメロによる1998年の、二本鎖RNAが線虫において対応する遺伝子を強力にサイレンシングすることを示す実証は、RNA干渉経路を明らかにしました。この業績は2006年のノーベル賞で認められ、生物学全体に急速に採用されました。

Key figures

• Andrew Fire
• Craig Mello
• Victor Ambros

Seminal works

• fire1998

Frequently asked questions

RNA干渉とは何ですか？

RNA干渉は、二本鎖RNAが短いガイドに加工され、一致する配列を持つメッセンジャーRNAの破壊またはサイレンシングを誘導し、対応する遺伝子のスイッチを切るという自然な経路です。

マイクロRNAは何をしますか？

マイクロRNAは短いノンコーディングRNAであり、標的メッセンジャーRNAと塩基対を形成し、その安定性または翻訳を低下させ、細胞が多くの遺伝子のレベルを一度に微調整することを可能にします。