機能性rna。 In vitro selection

機能性RNA(きのうせいRNA/きのうせいあーるえぬえー)とは

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私たちのゲノムDNAにコードされた遺伝情報は、転写によってメッセンジャーRNA (mRNA)へと写し取られたのちに、タンパク質へと翻訳されることで発現します。 しかし近年、私たちの体の中にはmRNAだけではなく、膨大な数の「タンパク質に翻訳されずにはたらくRNA」が存在することが明らかになってきました。 このようなRNAは非コードRNAと呼ばれています。 非コードRNAの中でも特に、microRNAやsiRNA、piRNAなどの20~30塩基の小分子RNAは、自身と相補的な標的RNAの発現を負に制御し、複雑で高次な生命現象を支えていると考えられています。 また、小分子RNAは基礎生物学研究のツールとしてだけではなく、最近では医薬品としても利用されはじめています。 しかしこれらの非コードRNAが、どのようにして生み出され、どのような原理で機能しているのかについては、まだよくわかっていません。 私たちの研究室では、生化学、生物物理学、細胞生物学、遺伝学などを組み合わせることにより、非コードRNAを中心としたRNAワールドの不思議に挑戦しています。 論文一覧• Iruka Eliminates Dysfunctional Argonaute by Selective Ubiquitination of Its Empty State. Mol Cell. 2019 Jan 3;73 1 :119-129. Conformational activation of Argonaute by distinct yet coordinated actions of the Hsp70 and Hsp90 chaperone systems. Mol Cell. 2018 May 17;70 4 :722-729. Silencing messages in a unique way. Nat Plants. 2017 Oct;3 10 :769-770. The poly A tail blocks RDR6 from converting self mRNAs into substrates for gene silencing. Nat Plants. 2017 Mar 20;3:17036. Codon Usage and 3' UTR Length Determine Maternal mRNA Stability in Zebrafish. Mol Cell. 2016 Mar 17;61 6 :874-85. Cell. 2016 Feb 25;164 5 :962-73. Single-molecule analysis of the target cleavage reaction by Drosophila RNAi enzyme complex. Mol Cell. 2015 Jul 2;59 1 :125-32. Defining fundamental steps in the assembly of the Drosophila RNAi enzyme complex. Nature. 2015 May 28;521 7553 :533-6. The initial uridine of primary piRNAs does not create the tenth adenine that is the hallmark of secondary piRNAs. Mol Cell. 2014 Dec 4;56 5 :708-16. microRNAs block assembly of eIF4F translation initiation complex in Drosophila. Mol Cell. 2014 Oct 2;56 1 :67-78.

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【解決】DNAとRNAの構造や性質の違い

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も参照。 RNAポリメラーゼ RNA polymerase とは、リボを重合させてを合成する( RNA合成酵素)。 DNAの鋳型鎖(一本鎖)の塩基配列を読み取って相補的なRNAを合成する反応 を触媒する中心となる酵素を DNA依存性RNAポリメラーゼという(単に「RNAポリメラーゼ」とも呼ぶ)。 では、を鋳型にしてやの多くをする がよく知られる。 このほかに35S 前駆体を転写する、とU6 snRNA、前駆体等を転写する などがあり、この三種はDNA依存性RNAポリメラーゼと呼ばれる。 また、RNAを鋳型にRNAを合成する もあり、多くので重要な機能を果たす以外に、の増幅過程にも利用される。 鋳型を必要としない物もあり、初めて発見されたRNA ポリメラーゼであるポリヌクレオチドホスホリラーゼ(ポリヌクレオチドフォスフォリレース、ポリニュークリオタイドフォスフォリレース)もそのひとつとしてあげられる。 この酵素は実際にはの内でとして働くが、試験管内ではRNAを合成することができる。 これを利用して一種類のからなるRNAを合成し、それからされるを調べることで初めての決定が行われた。 真核生物のもつpoly A ポリメラーゼも同様に鋳型を必要とせず、Pol II転写産物の3'末端にpoly A 鎖を付加することで転写後の遺伝子発現制御機構の一端を担っている。 真核生物の転写装置( RNAポリメラーゼ)は、Pol I、Pol II、Pol IIIの3種がある。 それぞれ10種類以上ものサブユニットから構成される(基本的には12種)。 また、古細菌のRNAポリメラーゼもサブユニット数が多く、9-14種のサブユニットから構成されている。 ではいくつかのサブユニットが省かれているが、一部のには真核生物の12種類のサブユニットが全て保存されており、真核生物の持つ3種のRNAポリメラーゼの祖先型と考えられている。 古細菌のRNAポリメラーゼは、Aサブユニットが2つに分かれている特徴がある。 一方で、真正細菌のRNAポリメラーゼは全体的に真核生物や古細菌のものより単純な構成である。 は遺伝子上流の配列を認識して転写を開始する役割を担っている。 それぞれの項で各サブユニットを紹介する。 一方、伸長段階になるとコア酵素のを含む様々な活性を示す。 これにより、RNAポリメラーゼホロ酵素がUPエレメントを認識しないことが明らかにされた。 実験に用いられた生物はである。 N末端ドメインは8〜241付近を含む28 、C末端ドメインは249〜329 末端 付近を含む8 kDである。 グルースとエブライトらはまた、両者が明確な構造 をとらない、少なくとも239〜251の13アミノ酸による連結鎖でつながっていることも発見した。 しかし、UPエレメントに対して強力に結合し、DNAとホロ酵素とのつながりをさらに強固に補う。 で弱く結合する。 このため、上流へと吐き出される転写産物が鋳型鎖との結合を脅かしたとしても、RNAポリメラーゼの活性に大きな影響はない。 ホロ酵素の活性部位を構成するタンパク質の一つであり、であると結合する3つのを持つ。 したがってこの2つの抗生物質は転写の伸長をする。 ただし、ストレプトリジギンは開始段階に効果があるとされている。 これは、開始段階にも10ntのRNA(アボーティブ転写産物)を合成する過程 があり、これを阻害するためである。 この巻き戻しはいわゆるの形成 であるが、その際に の-10領域中にRNAポリメラーゼの結合が必要である。 伸長段階においてはRNAポリメラーゼホロ酵素のDNA結合を担う。 滑って移動し、プロモーターに出会うかそのまま遊離する。 これにより、RNAポリメラーゼによる転写を行う遺伝子の発見は加速される。 にして10 10 で、滑らずにDNAへ無差別に結合と解離を繰り返す場合の100倍である。 結合した時の安定性でいえば、解離までのは約60分と長い。 ホロ酵素とプロモーターのはほかの配列と比較して平均約10 7倍であり、コア酵素の平均1000倍にもなる。 プロモーターによって結合定数は10 6〜10 12と幅広く、のような約1秒に1回からのような約30分に1回という転写頻度の違いを生み出す。 それだけではなく、伸長段階への移行に必要なDNAの巻き戻しも担う。 それぞれ70 と43 kDで、右上の番号はに由来する。 多くの種類があるのは、によって適切な遺伝子群を発現するためで、この使い分けは特にを用いた研究によって明らかとなった。 その後ではE、Kと変化し、胞子ではF、Gが使用される。 ハーマン Helmann とチェンバーリン Chamberlin は各領域の機能を以下のように提唱した。 このため、DNAと結合するためにはRNAポリメラーゼコア酵素と結合して、後述する領域2. 4と4. 2のを露出させなければならない。 さらに領域2. 1から2. 4に分類される。 特に重要なのは領域2. 4で、これは-10ボックスに特異的に強く結合する。 DNAとの結合に最適なを形成すると予測されるアミノ酸配列を含んでいるが、実際に-10ボックスを認識することは Richard Losick がので証明した。 領域3はコア酵素とDNA両方の結合に関与する。 領域3と4をつなげる連結鎖は、ほとんどの転写で最初に合成されるとのな結合に関わり 、また、RNA出口通路を塞ぐ の 3 で詳述。 合成されたばかりのアデニンはDNAとの2本の弱いでしか支えられておらず、ホロ酵素との特異的な結合が必要である。 連結鎖を欠いたホロ酵素を用いた実験では、最初の2つのの一方、または両方が通常よりはるかに高でなければ転写が始まらないことが確認された。 領域4は4. 1と4. 2に分けられ、ホロ酵素のプロモーター認識において重要と考えられている。 領域4. 2はというDNA結合を含み、-35ボックスに強く結合する。 真正細菌の伸長複合体 [ ] 伸長段階を実行するDNAポリメラーゼを中心とした複合体のについての研究は、1999年に Seth Darst によるのDNAポリメラーゼ結晶のX線回折像に基づいている。 2008年現在、真正細菌のモデル生物であるのDNAポリメラーゼのX線結晶構造解析には成功していない。 しかしながら、ので観察した大腸菌コアポリメラーゼの全体の形状は酷似しているため、詳細な構造も似ていると考えられている。 真正細菌のコア酵素 [ ] T. Aquaticus のRNAポリメラーゼコア酵素はののようである。 広さ約25 の空間である。 この3つは DDD(Dがアスパラギン酸)に含まれており、全ての細菌で保存されている。 真正細菌のホロ酵素 [ ] 2002年のダーストらのから3つの結論が出された。 1 が欠損しているホロ酵素にはDNAを通す割れ目があったが、それにしては小さい。 このことから、91個のアミノ酸は割れ目をこじ開けてDNAを結合させると推測されている。 2番目で欠損している部位を解釈しているのは、ダーストらは完全なホロ酵素をすることができず、ドメイン1. よって、完全な構造は明らかでないが、その予測はできる。 また、ドメイン1. 1はで約3分の1のがとなるほど酸性アミノ酸が非常に多い。 塩基性アミノ酸が並ぶ活性部位にいかにも強く結合できそうである。 ダーストらはこれを、ドメイン1. 1は小さすぎる入口をこじ開けてDNAを内部に結合させるためと考えた。 そして、内部でDNAはし、ホロ酵素は閉鎖型複合体 になるのと考えられる。 その際にドメイン1. 1は解離し、内部のDNA周辺で活性部位は閉じると考えられる。 この解離は、閉鎖型複合体に保護されていたのが、開放型複合体への移行でドメイン1. 1がにさらされるためのようである。 は閉鎖型複合体のドメイン1. 1が開放型複合体では消えていることを実験で証明した。 3番目の見解には2つの解釈がある。 第二に、ループの連結鎖は転写産物の出口を塞ぐことで、アボーティブ転写産物の形成を行う。 アボーティブ転写産物形成については、連結鎖と開始段階で合成されるRNAは出口を占有するためのをするという仮説がある。 連結鎖が勝つとRNAの伸長は中断され、短いアボーティブ転写産物として放出される。 アボーティブ転写産物は完成した転写産物より過剰に合成される では11倍過剰 ので、この過程はおそらく何度も繰り返される。 約12nt以上にうまく成長できたときにRNAはようやく競合に勝つ。 もしくはコア酵素から解離して伸長への移行に備える。 真正細菌のホロ酵素-DNA複合体 [ ] T. aquaticus のRNAポリメラーゼ伸長複合体。 DNAは青、RNAは赤、活性部位にあるは黄色で示す。 ホロ酵素とDNAによって形成される複合体は、転写時の状態であるため RF複合体 replicative form complex、RFは複製型 と呼ばれる。 ダーストらは下図の フォークジャンクションDNAに T. aquaticus のDNAポリメラーゼホロ酵素を結合させた、RF複合体を作成した。 このDNAは、を含むほとんどが二本鎖だが、中の非鋳型鎖 に-11位から始まる一本鎖の突出部分を持つ。 これは開放型複合体における状態を模倣したものである 詳しくは。 RF複合体の立体構造から、様々な事実が判明した。 4の437および440と相互作用している。 256は直前の-12位に非常に近い。 これらは開放型複合体の-10ボックスの非鋳型鎖に結合することで、プロモーターのに関与すると予測される。 観察されたTrp256の位置から-11位のの代わりとなり、融解を促進する可能性が高い。 2と2. 3における2つの保存されたアミノ酸 237と241 が で結合していることが観察された。 しかし、領域4. 2の残基はに結合していない。 ダーストらは、RF複合体の結晶化の際に、-35ボックスが領域4. 2に対する正常な位置から押し出されてしまったと結論付けた。 ダーストらは自身の撮影したRF複合体の構造やその他の証拠から以下の仮説を提唱した。 DNAの上流で二本鎖DNAが曲がることによって、の標的部位が生じる。 一方、下流領域では二重らせんが融解する。 こうして閉鎖型から開放型へと複合体が移行する。 開放型複合体でのDNAや各タンパク質の相互作用も立体的に解析された。 これによって、DNAのは阻止される。 NTP取り込み通路はであるリボヌクレオチドを触媒活性中心に迎え入れる。 RNA出口通路は後の伸長段階で合成したRNA鎖の部分を出すためにある。 ほかの3つの通路はDNAが出入りするために使う。 下流のDNAは 下流DNA用通路から二重らせんのまま活性中心溝に入る。 非鋳型鎖は 非鋳型鎖用通路(NT通路)を抜けてホロ酵素の表面に沿って進む。 一方、鋳型鎖は触媒活性溝を突き進み、 鋳型鎖用通路(T通路)から外に出る。 2つの一本鎖はホロ酵素の後方にある上流DNAの-11の位置で二重らせんに戻る。 真核生物のRNAポリメラーゼ [ ] 赤 が結合した真核生物のRNAポリメラーゼII。 このはmRNA合成を阻害する。 真核生物にはRNAポリメラーゼ、、といった3種類のRNAポリメラーゼがある。 1969年に Robert Roeder と William Rutter が発見した。 RNAポリメラーゼIIは、タンパク質をコードするmRNAのほか、いまだ謎の多い ヘテロ核内RNA heterogeneous nuclear RNA, hnRNA や大部分の small nuclear RNA, snRNA を合成する。 hnRNAとsnRNAはの合成に関わる。 RNAポリメラーゼIIIはや5S rRNA、前述とは別のいくつかのsnRNAの前駆体を担う。 また、細胞内の分布も別で、RNAポリメラーゼIはにだけ、IIとIIIがにだけ存在する。 しかし、実際にはがあるためさらにDNA結合調節タンパク、いわゆる介在複合体、ヌクレオソーム修飾酵素をはじめとしたいくつかのタンパク質を必要とする。 RNAポリメラーゼIIのサブユニット [ ] RNAポリメラーゼIIのサブユニット構成は、1971年に Pierre Chambon らとラターらのグループから独立に報告された。 この時は不完全だったが、1975年に由来の全てのRNAポリメラーゼから、ローダーらがほぼ完全な情報を明らかにした。 現在では全3種のサブユニットについて正確に判明している。 とにおけるポリメラーゼIIの12個のサブユニットについて下の表にまとめた。 これらは各々単独のにコードされている。 各サブユニットの名前はその遺伝子の名前に由来する。 RPBという名称は、シャンボンが用いたRNAポリメラーゼB すなわちII という呼び名にちなむ。 リチャード・ヤング Richard Young はで同定した10個のサブユニットを3つに分類した。 真正細菌のRNAポリメラーゼコア酵素に構造・機能ともに類似する コアサブユニット、少なくとも酵母では3種類の核内RNAポリメラーゼ全てにある 共通サブユニット common subunits 、必ずしも酵素活性にいつも必要ではない 非必須サブユニットの3つである。 の結果から、Rpb1サブユニットには215 kDの II aと240 kDと測定された II oの2つの形態が存在する。 II aのC末端には CTD carboxyl-terminal domain と呼ばれる、7個のアミノ酸( heptad)から成る共通配列 ----Ser-Pro-Ser が反復した配列がある。 II oはCTDのを持ったアミノ酸(セリン、スレオニン、チロシン)がしたものである。 しかし、のhaptadは52回反復するが、これが全てリン酸化したとしてもII aとII oの分子量差を埋めることはできない。 実際の分子量が大きく見えるよう、が遅くなるよう、リン酸化はの変化を引き起こすと考えられている。 異なるRpb1サブユニットを所有するRNAポリメラーゼIIをそれぞれ RNAポリメラーゼIIA RNA polymerase IIA および RNAポリメラーゼIIO RNA polymerase IIO と区別する。 前者はに最初に結合するときの形態で、後者は伸長反応を行う。 ヒトと酵母におけるRNAポリメラーゼIIのサブユニット サブユニット 酵母遺伝子 酵母タンパク質の(kD) 特徴 hRPB1 RPb1 192 コアサブユニット。 CTDを含み、DNAと結合する。 プロモーターの選別に関与。 hRPB2 RPb2 139 活性部位を含むコアサブユニット。 プロモーターの認識と伸長速度に関与。 hRPB3 RPb3 35 コアサブユニット。 hRPB4 RPb4 25 非必須サブユニット。 Rpb7と複合体を形成し、ストレス応答に関与する。 hRPB5 RPb5 25 共通サブユニット。 の標的。 hRPB6 RPb6 18 共通サブユニット。 複合体形成と安定化に寄与。 hRPB7 RPb7 19 のRpb4と複合体を形成。 hRPB8 RPb8 17 共通サブユニット。 /結合。 hRPB9 RPb9 14 伸長に関与する可能性があるを含む。 プロモーターを認識。 hRPB10 RPb10 8 共通サブユニット。 hRPB12 RPb12 8 共通サブユニット。 RNAポリメラーゼIIの立体構造 [ ] ロジャー・コーンバーグらは2001年に の結果を発表した。 これは転写を開始できないが、伸長反応は問題なくできる。 全体の構造は巨大なのようで、のDNAをくわえる深い溝がある。 このため残りの酵素表面は酸性であるのに対し、溝には残基が並ぶ。 上顎はRpb1とRpb9、下顎はRpb5である。 底の触媒活性中心には2個のがあり、コーンバーグらは メタルA metal A と メタルB metal B に区別した。 メタルAはRpb1のD481、D483、D485といった3個のと強固に結合している。 一方、メタルBはRpb1のD481、Rpb2の836とD837に囲まれているものの、するには距離がある。 触媒反応の過程でこれら酸性アミノ酸が近づくと考えられる。 メタルBはのリボヌクレオチド三リン酸と結合する。 真正細菌同様、RNAポリメラーゼIIにも ポア1 pore 1 という、合成したRNAを出す出口が存在する。 漏斗状のポア1外縁には、出てきたRNAを切断すると結合するアミノ酸が並ぶ。 プロモーターは酵素表面でほどかれ、相補鎖を外に残して鋳型鎖が溝の中へ誘導される。 RNAポリメラーゼIIの伸長複合体 [ ] コーンバーグらはDNAと合成したRNA両方と結合したRNAポリメラーゼIIの撮影にも成功した。 単独でクランプモジュールは開いて外から活性中心に近づけたが、伸長複合体のクランプモジュールは閉じ、鋳型鎖と転写産物を覆う。 後述するように、転写中のDNAは内部で折れ曲がらなければならない。 しかし、転写が開始する前のDNAは比較的強固なまっすぐな構造をしている。 最初にDNAを入れるときは開いているが、途中からDNAが酵素から離れないように閉じるのである。 メタルAは、最近付加された2つのリボヌクレオチド間のに結合できる位置にある。 活性中心の近くには溝にまたがった ブリッジヘリックス bridge helix が観察される。 まっすぐに伸びた状態ではのリボヌクレオチド三リン酸が入れるようポア1は開いている。 一方で、Thr831と832の付近で曲がる状態もあり、活性中心は閉ざされる。 内部のDNAは入口の所でその先にある壁のために無理やり曲げられる。 酵素表面でほどかれた鋳型鎖はRNAと二重らせん形成するが、この長さは ラダー rudder, 舵 と呼ばれるタンパク質が障害物となり9bpに制限される。 それ以上付加されると、塩基対形成している最後のリボヌクレオチドがDNAから離れ、RNAの出口から抜け出す。 DNAも別の出口で脱出し、鋳型鎖と非鋳型鎖は二重らせんに戻る。 RNAポリメラーゼの進路、DNAの下流を前とするなら、後ろの壁から上にRNA・DNA出口が、下にポア1が開いている。 注釈 [ ]• 「ポリメラーゼ」は、より英語発音に近い「ポリメレース」と表記されることもある。 この直鎖の末端はがかかでそれぞれN末端、C末端と区別する。 RNAポリメラーゼおよびDNAポリメラーゼの酵素活性、すなわち転写とDNA複製はN末端からC末端へと進む。 したがって、タンパク質のアミノ酸構成を示すとき、N末端を左に順番にアミノ酸を書き並べる。 この中の特定のアミノ酸の位置および区間はN末端から数えた番号で示す。 開始段階では、RNAポリメラーゼがホロ酵素を形成してDNAのに結合する。 初め、DNAは二重らせんを形成したままで、このときのホロ酵素を閉鎖型複合体と呼ぶ。 その後、二重らせんはほどかれ、開放型複合体になる。 アボーティブ転写産物と呼ぶ数ヌクレオチドのRNAが合成される。 伸長段階に入って遺伝子が本格的に転写される。 まず、DNAポリメラーゼは二重らせんDNAに結合してする。 次に巻き戻しを行うが、このとき一本鎖DNAとホロ酵素とを開放型複合体と呼ぶ。 転写されるほうを 鋳型鎖、されないほうを 非鋳型鎖と呼ぶ。 出典 [ ]• 『ウィーバー 分子生物学』、化学同人、著者:Robert F. Weaver、監訳者:杉山弘、2008、p136• 『ウィーバー 分子生物学』、p137• 『ウィーバー 分子生物学』、p155• 『ワトソン 遺伝子の分子生物学第6版』、p385• 『ストライヤー生化学(第6版)』、東京化学同人、著者:Lubert Stryerほか、監訳者:入村達郎ほか、2008、p811• 『遺伝子第8版』、p338• 『ウィーバー 分子生物学第4版』、p146• 『ウィーバー 分子生物学第4版』、p150• 『エッセンシャル遺伝子』、著者:Benjamin Lewin、訳者:菊池韶彦、発行:東京化学同人(2007)、p175• 『遺伝子第8版』、p225• 『ウィーバー 分子生物学第4版』、p165• 『ウィーバー 分子生物学第4版』、p273• 『ワトソン 遺伝子の分子生物学第6版』、p397• the Annual Review of Genetics, Volume 34, 2000 by Annual Reviews• 『ウィーバー 分子生物学第4版』、p280•

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RNAポリメラーゼ

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RNAの種類 RNAは、翻訳されるかどうかで大きく2種類に分けられます。 翻訳を受けるRNAからは、タンパク質が合成されます。 DNAからタンパク質をコードする配列をコピーして、タンパク質合成を担うリボソームまでDNAの遺伝情報を運ぶ役目を持つメッセンジャーRNA(mRNA)がこれに相当します。 一方、タンパク質をコードしない配列を持ち、翻訳を受けないRNAを総称してノンコーディングRNA(non-coding RNA; ncRNA と呼びます。 従来から知られているリボソームRNA(rRNA)やトランスファーRNA(tRNA)もncRNAに分類されます。 RNA interference(RNAi)経路において機能的に重要な役割を担っているsmall ncRNA(miRNA、siRNA、piRNA)や、核内機能ドメイン構築への関与が多数報告されている長鎖のmRNA型ncRNAなどが注目を集めています。 rRNA リボソームRNA (rRNA は、翻訳装置として働くリボソームの構成因子です。 リボソームは大小二つのサブユニットから成る巨大なRNA-タンパク質複合体です。 rRNAは、触媒作用を持ち、翻訳時にアミノ酸が一つずつ結合していく際のペプチド結合の形成に関わることが知られています。 ゲノムにはrRNA遺伝子が多数存在します。 rRNAはタンパク質を合成するリボソームに大量に含まれるので、ゲノム上にrRNAの領域が1つしかなかったら、最大速度で転写をしてもリボソームが不足するからです。 細胞質には通常、数百万個のリボソームがあります。 rRNAは一つながりの前駆体として転写され、真核生物では18S rRNA、5. 8S rRNA、28S rRNA、5S rRNAという4種類に切断されます。 その後200ヵ所以上の場所で修飾を受けますが、それにはsnoRNA(small nucleolar RNA)という小さなRNAが働いていると考えられています。 このrRNAに多くのタンパク質が結合してリボソームという顆粒が形成されます。 真核生物の80Sのリボソームは40Sの小サブユニット(18S rRNAと約30種類のタンパク質)と60Sの大サブユニット(5S rRNA、28S rRNA、5. 8S rRNA と約50 種類のタンパク質)からできており、核の中の核小体という部分で作られます。 核外に出て行った後、小胞体表面に結合して粗面小胞体を形成するものと、細胞質に残るものがあります。 snRNA 核内低分子RNA(small nuclear RNA; snRNA)は、従来から知られているncRNAの一つです。 U snRNAは、その配列中にウリジンを豊富に有し、タンパク質と複合体を形成してU snRNPとして機能します。 U1、U2、U3、U4、U5、U6の6種類のU snRNPは、スプライソソーム構成因子としてスプライシングの調節に寄与します。 U6 snRNA以外はRNAポリメラーゼIIで転写されて5'末端に7-メチルグアノシンキャップ(m 7G cap)を付加された後、核外に運ばれます。 細胞質でSmタンパク質と結合し、m 7G capがさらにメチル化されてトリメチルグアノシンキャップ(m 3G cap)となり、再び核内へ運ばれた後でRNA修飾を受けることが知られています。 miRNA microRNA(miRNA)は、内在性の21-25塩基の短いRNAで、RNA interference(RNAi)経路を介して遺伝子発現制御に関与することが知られています。 miRNAは、主にprimary-miRNA(pri-miRNA)としてゲノムから転写された後、核内でDroshaやDicerといったRNase III活性を有するタンパク質によるプロセシングを受け、21-25塩基の2本鎖RNAとなります。 このようにしてできた2本鎖RNAはprecursor miRNA(pre-miRNA)と呼ばれ、細胞質へと輸送されます。 細胞質へ輸送された2本鎖miRNAは、RNA-induced silencing complex(RISC)に含まれるArgonaute(AGO)ファミリータンパク質に取り込まれます。 AGOに取り込まれたmature miRNAの配列相補性を指標としてRISCが作用することにより、標的mRNAの翻訳抑制や分解といった遺伝子発現制御機構が働くと考えらえています。 mRNA型ncRNAと核内機能ドメイン 近年のトランスクリプトーム解析の発展により、ヒトにおいては、全ゲノム領域の9割以上が転写されているとの知見が得られています。 つまり、転写されて生じるRNA の大部分はncRNAであるということになりますが、これらのncRNAの大半がアノテーションをつけられておらず、どのような機能を有しているのか理解されていないのが現状です。 これらの中には、タンパク質はコードしないが転写後のプロセシングを受けるmRNA型ncRNAの存在も確認されています。 RNA研究が盛んになるにつれて、mRNA型ncRNAの大半は核内に留まり、様々な機能ドメイン構築に関与しているという事が次第に明らかとなってきました。 ncRNAやRBPなどで構成される核内機能ドメインにおいては、機能単位ごとにncRNAやRBPが時空間的に制御・配列されてクラスター(集合体)を形成しており、MBLの提唱しているRiboClusterという概念を裏付けるものとして注目されています。

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