RNA interference review
N 先生の紹介。取り上げた論文は
- Stem cell division is regulated by the microRNA pathway. Nature 435, 974-978 (2005)
ですが、メインはこれまで明らかになってきているここ７、８年の進歩のまとめ。
Endogenous な miRNA pathway と、おそらく外来の viral dsRNA や transposon 由来の dsRNA の排除に関わっていると考えらている dsRNA degradation pathway がある。以下は Drosophila での話し。
- Endogenous miRNA suppression
Dicer-1 / Loqs (RNaseIII と dsRNA binding protein) の複合体が pre-miRNA を認識して20mer 程度の ds RNA precursor を切断によって生じる。その後、 Ago1 を含む RISC complex (RNA Induced Silencing Complex) が dsRNA precursor の一方を取り込む。取り込まれた miRNA が probe となって target を suppress する。このとき probe と target が 100% match ならば target degradation が生じ、miss match がある場合には traslational repression が起きる。
- Exogenous dsRNA induced silencing
Dicer-2 / R2D2 (RNAaseII と dsRNA binding protein) の複合体がやはり始めのステップに関与し、外来 dsRNA を切断する。そして、切断された短い dsRNA は Ago2 を含む RISC complex に取り込まれ、target への probe となり、target 切断活性を持つ。
R2D2 のような dsRNA binding protein から Ago2 を含む RISC への probe の選択および取り込みのバイアスは、切断された dsRNA の性質に依存することが解明されてきている。短い dsRNA は 5' protruding であり、3' にリン酸基がついている。このとき dsRNA の両末端の GC 含有量の高い側が R2D2 によって認識され、反対側が Ago2 によって認識される。Ago2 に取り込まれるのは 3' 側が近い方。この取り込み原理を利用して、高効率に target を degradate できる shRNA の設計が可能になってきているものと考えられる。
また、内在性 miRNA はゲノムから転写されたあと、 Drosha / Posha (RNaseIII と dsRNA binding) によって一次の編集を受け、exportin5 によって核外輸送される。
Chromatin 修飾、 heterochromatin 化にも RNAi のmachinary が関与していることも重点的に調べられてきており、heterochromatin のように多重 repeat を含むような領域からの両 strand への転写物が Ago を含む RITS (RNA Induced Transcription Silencing) complex に取り込まれて、histon lysine の methylation がおき、そこが HP1 によって認識され、rad21 が recruit されて、methylation spreading が進行する。
どの程度 RNAi の machinary 由来の翻訳制御が生体に寄与しているかはまだ研究は on going であるが、複数の target を同時に制御でき、probe の発現も spatiotemporal に制御されているので、難しそうな分野。特に、 target の suppression が probe-target 対応が 100% match である必要がないあたりが、comprehesive analysis の大きな障害になりそう。
