東大、遺伝子発現を調節する小分子ＲＮＡが作られるしくみを発見

遺伝子発現を調節する小分子ＲＮＡが作られるしくみ


発表概要：
　ヒトをはじめとする多くの生物では、ｍｉｃｒｏＲＮＡ（ｍｉＲＮＡ）と呼ばれる小さなＲＮＡ（１）が、発生（２）や癌化などの生命現象を精密に制御していることが知られています。ｍｉＲＮＡは最初から小さいわけではなく、もとになる長いＲＮＡから２回の切断を受けて切り出されて作られます。我々は、この２回目の切り出しを行うＤｉｃｅｒと呼ばれるタンパク質が、どのようにして正しいＲＮＡのみを正確に切断しているのかを調べました。その結果、ショウジョウバエのＤｉｃｅｒはＲＮＡの全体的な「形」を厳密に見分けているのに対し、ヒトのＤｉｃｅｒはこのような厳密な認識を行っていないことが明らかになりました。この発見は、ｍｉＲＮＡが作り出されるしくみについての基礎的な理解を深めるものであると同時に、人工的なｍｉＲＮＡを設計する際の指針となるものです。

発表内容：
　小さなＲＮＡであるｍｉｃｒｏＲＮＡ（ｍｉＲＮＡ）は、標的となる遺伝子のはたらきを抑制することで、発生のタイミングや癌化など多くの重要な生命現象を制御しています。例えばヒトでは、全遺伝子の３分の１程度がｍｉＲＮＡによる制御を受けていると予想されています。また、ｍｉＲＮＡは様々な疾患の原因遺伝子を制御していることが明らかになっており、それを利用した治療法なども盛んに研究されています。
　ｍｉＲＮＡは最初から小さいわけではなく、非常に長いＲＮＡとして作られた後、一度核の中で切断を受け、ｐｒｅｃｕｒｓｏｒ　ｍｉＲＮＡ（ｐｒｅ−ｍｉＲＮＡ）という形になります。その後、さらに細胞質で２度目の切断を受けて、成熟型の小さなｍｉＲＮＡとなります。ｍｉＲＮＡは自分自身の塩基配列（３）を基準に標的遺伝子を認識するため、この２回の切断は、正しいＲＮＡのみを正しい位置で切断するように厳密におこなわれる必要があります。
　１回目の切断はＤｒｏｓｈａ、２回目の切断はＤｉｃｅｒと呼ばれるタンパク質がおこないます。Ｄｒｏｓｈａの切断様式については、これまでも研究されてきましたが、Ｄｉｃｅｒによる正確な切断のメカニズムはよく分かっていませんでした。本研究では、ショウジョウバエのＤｉｃｅｒが、ｐｒｅ−ｍｉＲＮＡの全体的な「形」を厳密に認識することで、切断すべき正しいＲＮＡを選択し、正確な長さのｍｉＲＮＡを切り出していることを明らかにしました。ｐｒｅ−ｍｉＲＮＡは全てヘアピンの様な形をしていますが、ショウジョウバエのＤｉｃｅｒはヘアピンの両端を認識し、その距離を正確に測ることで、全体として正しい「形」を持ったｐｒｅ−ｍｉＲＮＡのみを効率よく切断していました。一方で、ヒトのＤｉｃｅｒはこのような厳密な「形」の認識を行っていないことも明らかとなりました。
　この発見は、Ｄｉｃｅｒタンパク質の性質を明らかにし、ｍｉＲＮＡが作り出されるしくみの基礎的な理解を深めるものであると同時に、様々な生物において人工的なｍｉＲＮＡを設計する際の指針となるものです。この知見を元に、今後、ｍｉＲＮＡが関わる疾患の機構解明やその治療に向けた研究がさらに進展することが期待されます。

用語解説：　
　１）ＲＮＡ：日本語ではリボ核酸。通常はＤＮＡ（デオキシリボ核酸）がもつ遺伝情報のコピーとしてタンパク質の設計図に使われる。しかし、小さなＲＮＡはタンパク質の設計図にはならない。
　２）発生：受精卵から成体ができる過程のこと。
　３）塩基配列：遺伝情報の構成要素である塩基の並び方のこと。塩基は通常４種類存在し、２種類ずつペアを組む。


　※参考図は添付の関連資料を参照