MiRNA
Channel: 宇宙のすべての知識 プリンシピア
Date: 2019-04-18

MiRNA, by Wikipedia https://ja.wikipedia.org/wiki?curid=277342 / CC BY SA 3.0

#リボ核酸
#非コードRNA
MiRNA

miRNA (microRNA, マイクロRNA) は、ゲノム上にコードされ、多段階的な生成過程を経て最終的に20から25塩基長の微小RNAとなる機能性核酸である。

この鎖長の短いmiRNAは、機能性のncRNA (non-coding RNA, ノンコーディングRNA, 非コードRNA： タンパク質へ翻訳されないRNAの総称) に分類されており、ほかの遺伝子の発現を調節するという、生命現象において重要な役割を担っている。

1993年、"C.elegans" ("Caenorhabditis elegans", 線虫) で、ヴィクター・アンブロス、R. C. Lee、R. Feinbaumらは最初のmiRNAを発見した。このときはmiRNAではなくstRNA (small temporal RNA, 小分子RNA) と呼ばれていた。
miRNAという学名は、2001年に発行されたScience誌の論文で提唱された。 

2001年以降、miRNA研究は急速に進展した。年々新たな種類のmiRNAが発見され、miRNAは種別を問わず、さまざまな種類の生物 (植物： シロイヌナズナ, イネ; 動物： シー・エレガンス, ショウジョウバエ; 哺乳類： マウス, ヒト) に存在していることが明らかになった。

2014年時点で、223種類の生物において35,828種類のmiRNAが発見されている。

新たに発見されたmiRNAの名称は、以下の(1)～(5)にしたがって決められる。

ゲノムDNAには、miRNAの塩基配列とほぼ相補な配列が含まれている。一般に、この配列はmiRNA遺伝子と呼ばれている。

ここでいう相補とは、核酸塩基がワトソン・クリック型塩基対を形成していることを意味する。具体的には、A (adenine, アデニン), T (tymine, チミン), G (guanine, グアニン), C (cytosine, シトシン), U (uracil, ウラシル) の5種類の天然型塩基が特定のペアー同士で水素結合によって塩基対を形成する。AとT/Uは2本の水素結合により対をなす。GとCは3本の水素結合により対をなす。したがって水素結合の数が1本多いことから、G：Cの塩基対はA：T/Uの塩基対よりも安定性が高い。

miRNA遺伝子がRNAポリメラーゼIIによって1本鎖RNAに転写されると、転写されたRNA配列内で相補な部分は、内在的に結合して2本鎖になる。そうして最終的な構造はヘアピンループ型の構造（tRNAに類似した形状）となる。この構造をとったmiRNAはpri-miRNA (primary miRNA, 初期転写産物) と呼ばれている。pri-miRNAは数百～数千塩基長の長鎖RNAであり、5’末端側にキャップ構造 (5'-cap: 7mGppp, 7-methyl guanosine) が形成されており、3'末端側にポリAテール (3'-poly-A tail: AA...A, polyadenosine) が付与されている。

通常、ヘアピンループ型の構造をとる部分以外については配列がミスマッチになっており、この構造はスターフォームと呼ばれている。

核内に存在するRNaseIII様のDrosha (ドローシャ) と呼ばれる酵素がこのpri-miRNA分子の一部を切断して、約70塩基長のステムループ構造をもつpre-miRNA (precursor miRNA, 成熟したmiRNAの前駆体) を作る。次いで、pre-miRNA分子はExportin-5と呼ばれるキャリアタンパク質によって細胞核の外に輸送される。

細胞質に放出された後、Dicer（ダイサー：RNAi (RNA interference, RNA干渉) を参照）と呼ばれる酵素のスプライシングによって、pre-miRNAは20から25塩基長の2本鎖miRNAとなる。

ただし植物の場合、2本鎖miRNAはpri-miRNAからDicerによって直接的に切り出される。

2本鎖miRNAは、Ago（Argonaute, アルゴノート）タンパク質からなるRISC (RNA-induced silencing complex, RNA誘導サイレンシング複合体) タンパク質群に取り込まれる。

RISCに取り込まれた2本鎖miRNAはRISC中で解かれ、2つの1本鎖miRNAとなる。そのうち、より不安定な1本鎖は分解される。

もう一方の安定な1本鎖mi...