（ mRNA ）の 3 ′非翻訳領域に結合して， mRNA の不安定化や翻訳抑制を誘導することで標的遺伝子の発現を抑制することがわかっている。特に，近年話題となっていノンコーディング RNA 動態解明の最前線るのが，細胞が分泌する小さな粒子であるエクソソーム（細胞外小胞とも呼ばれる）による microRNA の伝搬である4) 。エクソソームは直径 20～ 100 nm の脂質二重膜で覆われた膜小胞であり，血液，尿，唾液などの体液に存在し， microRNA 等を内包することで， RNA 分解酵素により microRNA が分解されるのを防ぎつつ，受け手側の細胞に microRNA を届ける役目を担う。すなわ
ち， microRNA は細胞内における遺伝子発現調節因子

谷英典であるだけでなく，エクソソームを介して細胞間を移動し，他の細胞の遺伝子調節まで行うことを示している。
また，がん細胞において正常細胞と比較して多くの種

1は じ め に類・量のエクソソームが分泌されていることから，超早期がん診断マーカーとして非常に期待されている。しかノンコーディング RNA（non coding RNA ; ncRNA）

し，エクソソーム中の microRNA の分析には大きな壁とは，タンパク質をコードしない RNA（タンパク質にがそびえたっている。それは，どのようにして体液中か翻訳される配列を持たない RNA）の総称である。昨今

らエクソソーム中の microRNA を分離するかという問の DNA マイクロアレイ技術や次世代シーケンサによっ題である。エクソソームは極めて小さいサイズであり，て，ヒトゲノム配列の約 90 ％ が転写され，その大部分かつ含有されている microRNA も微量であるため，効がノンコーディング RNA であることが明らかになった

率的に回収し，高感度・高精度に解析することは困難でことから，その生物学的意義に注目が集まっている。ノあり，現状の技術では非常に手間と時間のかかる方法しンコーディング RNA は， 20 塩基程度の microRNA にか存在しない。そのため，実際の臨床診断への応用に代表される短鎖ノンコーディング RNA と，数百から数は，次世代型のナノバイオデバイスの開発や，最新鋭の万塩基長の長鎖ノンコーディング RNA に大別できる。

質量分析装置の画期的な利用法の開発が，今後重要に

短鎖ノンコーディング RNA については解析が進んでおなってくるであろう。

り，すでに 1400 種以上が同定され，発生，細胞増殖，がん癌化等の様々な生理機能や疾患に関与することがわかっ

3長鎖ノンコーディング RNAてきた。一方，長鎖ノンコーディング RNA の研究はや

1991 年に，ヒトの X 染色体を不活性化させる XISTや遅れ気味であったが，最近になって，長鎖ノンコーという長鎖ノンコーディング RNA が発見されている

ディング RNA の生理機能や疾患との関連が続々と明らが5) ，長鎖ノンコーディング RNA が急速に脚光を浴びかになってきた。本稿では，新たな分析対象の生体分子るようになったのは， 2007 年の HOTAIR の発見からとしてのノンコーディング RNA について紹介する。

で ある6) 。 HOTAIR は約 6000 塩 基長の 長鎖ノン コー

2短鎖ノンコーディング RNA

ディング RNA であり，ポリコーム複合体（ PRC2 ）と結合して， HOTAIR とは異なる染色体上にあるホメオ

1993 年，線虫で最初の microRNA である lin 4 が発ティック遺伝子クラスターである HOXD 遺伝子領域に見され1)， 1998 年に， 2 本鎖 RNA により誘導される配PRC2 をリクルートすることで，転写不活性のエピジェ列特異的な抑制現象である RNA 干渉（ RNA interfer-ネティックマークである H3K27 のメチル化を誘発してence ; RNAi ） が 発 見 さ れ た 後2) ， 2000 年 に は ， 別 の転写を抑制する。 HOTAIR 同定論文の翌年から，長鎖microRNA である let 7 がヒトも含めた多くの生物種にノンコーディング RNA の研究成果が一流誌に続々と報広く保存されていることが解明されたことで3)，生体内告され始めた。その中でも特に研究が進んでいるのが，での短鎖ノンコーディング RNA の認識が劇的に変化し細胞核内に大量に存在する二つの長鎖ノンコーディングた。これまでの研究成果により，microRNA は RNA 干

RNA で あ る ， MALAT1 及 び NEAT1 で あ る 。

渉（RNAi）による遺伝子発現調節の中心的な役割を果

MALAT1 は 約 8000 塩 基 長 の 長 鎖 ノ ン コ ー デ ィ ン グ

たし，細胞質で AGO タンパク質に取り込まれて RISCRNA であり，核内構造体である核スペックルに局在す複 合 体 を 形 成 し た 後 ， 標 的 メ ッ セ ン ジ ャ ー RNAる。MALAT1 は転写制御やスプライシングへの関与が指摘されているほか，がんの転移にも関与していること

Analysis of Non Coding RNAぶんせき  が報告されている7) 。一方， NEAT1 は約 3700 塩基長213と約 23000 塩基長の 2 種類のアイソフォームを持ち，歩がしばしば分析技術の進歩に依存しているのは，その同じく核内構造体であるパラスペックルに局在する。

歴史が大いに物語っている。本稿が，ノンコーディング

NEAT1 はパラスペックルの形成と維持に必須のアーキ

RNA 分野への分析化学者の参入の一助となれば幸いでテクチュラル RNA （構造建築 RNA ）であることが報ある。

告されており， 2014 年には，転写因子 SFPQ の局在を変化させることで，遺伝子発現を制御していることが解明された8)。特に，単純ヘルペスウイルスやインフルエンザ感染によって NEAT1 の発現が誘導され，パラス

文献1) R. C. Lee, R. L. Feinbaum, V. Ambros V : Cell, 75, 843(1993).

ペックルが肥大化することで，遺伝子発現が巧みに調節

2) A. Fire, S. Xu, M. K. Montgomery, S. A. Kostas, S. E.
Driver, C. C. Mello : Nature, 391, 806 (1998).

されるという現象は，長鎖ノンコーディング RNA の役

3) B. J. Reinhart, F. J. Slack, M. Basson, A. E. Pasquinelli, J.

かんがC. Bettinger, A. E. Rougvie, H. R. Horvitz, G. Ruvkun : Nature, 403, 901 (2000).

割を 鑑 みる上で非常に興味深い。現在，これら長鎖ノンコーディング RNA の動態解析に最も有用な分析技術は，次世代シーケンサであろう。次世代シーケンサの登4) M, Yanez Mo, P. R. Siljander, Z. Andreu, A. B. Zavec, F.
E. Borras et al. : J. Extracell. Vesicles, 14, 27066 (2015).

場により，既知配列しか検出できない DNA マイクロア

5) C. J. Brown, A. Ballabio, J. L. Rupert, R. G. Lafreniere, M.

レイ解析では取りこぼしていた未知配列を読み取ること

Grompe, R. Tonlorenzi, H. F. Willard : Nature, 349, 38(1991).

が可能になり，結果として大量の長鎖ノンコーディング

6) J. L. Rinn, M. Kertesz, J. K. Wang, S. L. Squazzo, X. Xu, S.

RNA の発見につながった。さらに，次世代シーケンサ

A. Brugmann, L. H. Goodnough, J. A. Helms, P. J. Farnham, E. Segal, H. Y. Chang : Cell, 129, 1311 (2007).

を利用した RNA 分解速度の網羅的な分析技術である
BRIC seq 法 が 開 発 さ れ た こ と で9) ， 半 減 期 が 長 いRNA にはハウスキーピング様の RNA が多く含まれ，

7) K. Tano, R. Mizuno, T. Okada, R. Rakwal, J. Shibato, Y.
Masuo, K. Ijiri, N. Akimitsu : FEBS Lett., 584, 4575 (2010).
8) T. Hirose, G. Virnicchi, A. Tanigawa, T. Naganuma, R. Li,半減期が短い RNA には RNA が多く含まれることが判明している。今後のさらなる長鎖ノンコーディング

H. Kimura, T. Yokoi, S. Nakagawa, M. M. Benard, A. H.
Fox, G. Pierron : Mol. Biol. Cell., 25, 169 (2014).

RNA の動態解明にあたって，このような新しい発想に

9) H. Tani, R. Mizutani, K. A. Salam, K. Tano, K. Ijiri, A.
Wakamatsu, T. Isogai, Y. Suzuki, N. Akimitsu N : Genome

よる分析技術の開発が期待される。

4

お わ り に本稿では，ノンコーディング RNA の動態に重きをおRes., 22, 947 (2012).

谷英典（Hidenori TANI）

産業技術総合研究所環境管理研究部門（〒305 8569 茨城県つくば市小野川 16 1）。

いて紹介したが，ノンコーディング RNA は， 2 次構造早稲田大学大学院理工学研究科博士後期課の変化や，メチル化などの核酸修飾によって，その機能程修了。博士（工学）。≪現在の研究テーが劇的に変化することが報告され始めている。従って，

マ≫哺乳動物細胞を用いた化学物質に対する生物応答機構の解明。≪趣味≫音楽鑑

今後はそのような変化を網羅的に検出する分析技術の開賞，作曲。

発がますます重要になってくると予想される。科学の進E mail : h.tani＠aist.go.jp

214

ぶんせき  