【ちょっと専門的】long noncording RNA(lncRNA)って知ってますか?

こんな研究もあるんだーという内容のご紹介です。
なるべく簡単に伝えるように努力しますので、もしこれから進学先の大学を決める、あるいは研究室を決める、という高校生、大学生はぜひ読んでみてください。こんな研究もあるんだーとなっていただけるかと思います。既に分子生物学等の研究をされている方にも参考になるかと思います。
私は大学時代分子生物学を専攻しており、直接の研究テーマではありませんでしたが、当時からlncRNAに興味がありました。
DNA→RNA→タンパク質 というのが基本の流れであり、遺伝子はタンパク質になってなんぼ 的な雰囲気を高校や大学の基礎生物で習いませんでしたか?
DNAの構造が明らかになって、「タンパク質の情報を持っている部位は2%程度しかない、他はjunk(ゴミ)な領域だ!」と考えられた時代もあります。
これはあくまで脳内ストーリーなのですが、「98%もDNAがjunkなわけないだろ笑笑 絶対セントラルドグマから外れた重要なものが隠されているんだよ」
と考えた研究者もいたんじゃないかなぁと思います。
実際、リボソーム(タンパク質の合成工場的な場所)はRNAが主体ですし、マイクロRNAという小さいRNAが細胞内で重要な働きをしています。
lncRNAは名前の通りロング(200b以上のRNA)だけどノンコーディング(タンパク質にならない)RNA、きっと重要な役割をしているでしょう。長いRNAを作るにはそれだけ材料となる分子もエネルギーも必要ですし、本当に無用な長物(文字通り笑)なら飢餓の時代に淘汰された可能性が高いです
そんなlncRNA、多くの研究者の活躍によりたくさん発見されてきました。科学雑誌のCellにlncRNAの役割を分類した総説が出ていたので、それをもとに現在わかっているlncRNAの役割について説明します。

1.遺伝子の発現を制御する。

Xistって習いましたか? 男性の性染色体はXY、女性の性染色体はXX、では女性がX染色体上の遺伝子を倍発現しているかというと、そうではありません。片方のX染色体がXistというlncRNAで読めなくされているからです。このXistの長さは17 k塩基ほどです。
皆さん新型コロナウイルスワクチンがmRNAということをニュースで見聞きしたことが多いと思います。このmRNAは新型コロナウイルスのスパイクタンパク質の一部をコードしているのですが、ファイザーとBioNTech社が作ったmRNAワクチンは4k塩基ほどです。それに比べると4倍も長いということです。
なんとなくでも長さが伝わってくれると嬉しいです。

2.スプライシングを制御する。

真核生物のmRNAはスプライシングを受けてイントロンが除かれます。
(もしスプライシングがわからないという方がいたらこちらを参考ください。)
非常に面白いことに、遺伝子の中にはこのスプライシングのパターンが組織によってことなるものがあります。
ヒトの遺伝子は2万程度しかゲノムDNAにコードされていないのですが、作れるタンパク質は10万種類を超えています。これはスプライシングによりエキソンの組み合わせが変わることで一か所のDNA情報から複数のタンパク質が作れる機構の一つです。
lncRNAはこの組織ごとに異なるスプライシング機構に関わっていることが示されています。

3.タンパク質-DNA間(RNA間)の相互作用を制御する

以前ご紹介したエピゲノム修飾について、「どうやって狙った遺伝子のエピゲノム修飾だけ変えられるのだろう」と思った方もいるかと思います。特定の遺伝子のON、OFFを変えられるのはなぜか。それについては世界中の研究者が現在研究しています。
そのメカニズムの一つとして、エピゲノム修飾をするタンパク質とlncRNAが結合することで、エピゲノム修飾を変化しているというモデルが考えられています。
今回紹介した論文では、タンパク質-RNAの相互作用にlncRNAが関わるモデルが示されているので、もっと他にも機能はありそうですね。

4. まとめ

今回紹介した内容はわかっているなかでも一部で、わかっていないこともまだまだ多くあるでしょう。
もし今回ご紹介させた内容に興味を持ってくれる方がいたらうれしいです。
叶うならば、その興味を持ってくれた方が研究の道に進んでくれて、ワクワクする研究結果を発表してくれるのであれば最高です笑

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