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2008/03/09 Sun | - | - -
Non-Coding RNAが熱いらしい
PNE(蛋白質 核酸 酵素)の10月号と12月号を読んで、へぇ〜と思ったのでメモ。
遺伝子以外のゲノム領域、つまりタンパク質として翻訳されない部分が、RNAとして転写されて何らかの重要な役割を果たしているらしいことが分かってきた、という話。

↓以下、超マニアック&長文なので、クリック注意!
近年、続々とゲノム解読が成されて分かったことは、ヒトの遺伝子数が約20,000〜25,000と意外にも少なかったこと。
ヒトで言えば、遺伝子をコードしているゲノム領域は、ゲノム全体の2%に満たなかった。
またヒトは複雑な生物であるから、その遺伝子数も多いと思われていたが、実際はマウスやイネよりも少ないことが分かった。

そもそもゲノムを解読するのは、個々の遺伝子がどんな働きをしているかを知るためであった、つまりゲノムDNA(ここでは遺伝子を指す)→mRNA→タンパク質というセントラルドグマの流れに従い、遺伝子とそれをコードするタンパク質の役割を明らかにするためであった。
だからゲノム解読後当初は、遺伝子をコードしていない領域は「ジャンク」であるとさえ言われた。
しかし、生物の個体や種間で遺伝子を比較しても大きな差がないことが分かった。
では、個体差や種の違いを決めているのは何か?

旧来は、タンパク質のみが、いろんな分子(他のタンパク質、DNA、RNAなど)に作用することによって生体内で様々な調節をしていると考えられていた。
しかし最近では、ジャンクとまで言われた遺伝子をコードしていない領域が、ジャンクではなく、むしろ重要なのではないかと考えられるようになってきた。
実際に、ゲノム上で機能未知であると思われていた部分の多くがnon-coding RNA(遺伝子をコードしていないRNA)として転写されていて、DNA、 他のRNA、タンパク質に作用するという、複雑な調節システムが明らかになりつつある。
つまりnon-coding RNAが、個体差や種の違いを決定づけているのではないか、ということ。

またRNAの特性についても言及されていて、(1)2本鎖DNAのようなDNA-DNA相互作用よりも、DNA-RNAおよびRNA-RNA相互作用のほうが強固であること、(2)DNAが染色体に局在しているのに対して、RNAは細胞の隅々まで、また植物では細胞間も移行できる、ことが挙げられていて、 RNAが制御分子としてもふさわしい特性を備えているのが分かる。

具体的な役割としては、様々な複合体を標的DNA、またはRNA上に特異的に位置させる「ガイド」としての働きが想定されている。
配列の相補性によって特定の標的を認識させ、そこに導き、機能させる。
RNAiなどは、まさにその典型例。
あるタンパク質複合体に内包されたガイド役RNAが変われば、その複合体の標的を変えることができるし、また同じRNAが別の複合体に内包されれば、同じ標的に対して別の作用を与えることになる。
多くの標的に対して多くの制御因子が作用でき、非常に多様かつ効率的なシステム。
生物に対し、いろんな変化や複雑さを与えることが可能になる。

結局、ヒトのゲノムサイズが大きいのは、ゲノム上の多くの部分をnon-coding領域が占めているためで、ヒトが最も進化した生物であろうという予想や、ヒトが最も複雑な生体内調節システムを備えていること(言語によるコミュニケーションなど)とも、つじつまが合う。

ヒトは約25,000の遺伝子で、mRNAの選択的スプライシングによって、約300,000ものタンパク質の多様性を生み出していると考えられている。
選択的スプライシングが、ヒトにおいて特に活発であるというのなら、生物の複雑さを決定づけるのはタンパク質の多様性であるということになるが、これはショウジョウバエなどでも活発に見られる現象であり、やはりnon-coding RNAが生物の複雑さの決定づけていると考えて間違いないだろう。

ヒトの精神活動、遺伝性の精神遅滞症、自閉症、統合失調症などと、non-coding RNAとの関連が指摘され始めている、との記述があったが、RNAが主要な調節因子なるシステムがヒトの脳で特に発達した結果、言語や精神活動といった高度な「脳力」を獲得したのかもしれない。
ゲノム解読やRNAiなどの研究がから発展し、さらにRNAを対象とした新たな学問領域が興りそうな予感・・・数年以内には「機能性RNA」という言葉も定着しているかもしれないし、脳の科学の核心に迫る研究成果が発表されるかもしれない。
2004/12/15 Wed 21:30 | 科学 | comments(0) trackbacks(0)
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2008/03/09 Sun 21:30 | - | - -









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