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回転 (ベクトル解析) 一般化
それぞれ写す演算として理解できる。一方、d2 = 0 なる事実に対応するのは、函数 f およびベクトル場 v に対する二つの恒等式 curl grad f = 0 および div curl v = 0 である。
grad と div に関しては上と同じ幾何学的解釈のもとでそのまま任意の向き付けられた擬リーマン多様体に対して一般化できる。これは、0-形式の空間と n-形式の空間が常に（ファイバーごとに）一次元でスカラー値函数の空間と同一視でき、かつ 1-形式の空間と (n − 1)-形式の空間が常に（ファイバーごとに）n-次元でベクトル場の空間と同一視できることによる。しかし、curl はこの方法で四次元やより高次元の場合へ（あるいは二次元やより低次元の場合へ）一般化することはできない。四次元の場合の微分形式の空間の次元は
0 → 1 → 4 → 6 → 4 → 1 → 0
であるから、（ファイバーごとに四次元な）1-ベクトル場の回転は、ファイバーごとに六次元な 2-ベクトル場
回転 (ベクトル解析) 一般化
となり、これは確かに六つの線型独立な項を持つ和で、1-ベクトル場と同一視することはできない。また、d2 = 0 となることから、1-ベクトルを 2-ベクトルを経て 3-ベクトルへ写すことに意味を持たせることができない。従って、先の論法によってベクトル場をベクトル場へ写す回転作用素 curl を他の次元において得ることはできないことがわかる。
しかし、ベクトル場の回転を 2-ベクトル場として定義することは一般に可能である（後述）。
二重ベクトル（2-ベクトル）の集合は二次の外冪  に対応し、これは内積と座標系をとれば歪対称行列の全体であって、幾何学的には無限小回転全体の成す特殊直交リー環 so(V) と見做される。これは  次元であり、また無限小回転として 2-ベクトルを 1-ベクトル場の微分と解釈できるようになる。（自明な零次元の場合を除けば）三次元だけが  を満たすから、この場合が最もすっきりと述べられ、よく用いられる。零次元と一次元では非自明な 2-ベクトルがないから、ベクトル場の回転は常に 0 である。二次元の場合、ベクトル場の回転はベクトル場ではなく、回転角によって与えられる函数（スカラー場）になってしまう（回転角には、時計回りと反時計回りの何れを正の向きとするかという「向き」が必要である）。これはスカラー場であるが、div とは別の場であり、特に両者は互いに直交することに注意。三次元の場合は、従前の通りベクトル場の回転はベクトル場になる。一方、四次元の場合のベクトル場の回転は、幾何学的には各点において六次元のリー環 so(4) の元が対応する。
二つの座標（例えば x と y）のみに依存する三次元ベクトル場の回転は、単なる（z-方向の）垂直ベクトル場で、その大きさが（本項で例に挙げた）二次元ベクトル場の回転によって与えられるものとなることに注意。
回転を二重ベクトル場（反対称二階テンソル）と考えることは、ベクトル解析とそれに関連する物理学を高次元化するのに用いられている。
スカラーポテンシャル
スカラーポテンシャルは、ある位置から他の位置へと物体が移動するときのポテンシャルエネルギーの変化が位置のみに依存し移動経路に依存しないときのポテンシャルである。このときのポテンシャルは方向に依存しない値、すなわちスカラーである。よく知られた例は重力によるポテンシャルエネルギーである。物理領域では特に静電ポテンシャルを指す場合がある。
スカラーポテンシャルは、ベクトル解析および物理学における基本概念である（ベクトルポテンシャルと混同する可能性がない場合、「スカラー」という言葉はしばしば省略される）。スカラーポテンシャルはスカラー場の一例である。スカラーポテンシャル P により導かれるベクトル場Fは次のように定義される。
∇PはPの勾配であり、方程式の2番目の部分はデカルト座標 x, y, zの関数の勾配のマイナスである。流儀によっては負号なしで定義する場合もある。勾配に関するこのPの定義のために、任意の点におけるFの方向はその点でのPの最も急な減少方向であり、その大きさは単位長さ当たりの減少の割合である。
スカラーポテンシャル
Fがスカラーポテンシャルのみで記述されるためには、F は以下の式のいずれかを満たす必要がある。
これらの条件のうち1番目の条件は勾配の基本定理を表し、微分可能な一価スカラー場Pの勾配である任意のベクトル場に当てはまる。2番目の条件はスカラー関数の勾配として表すことができるようなFの要件である。3番目の条件は回転の基本定理を用いてFの回転に関して2番目の条件を再表現したものである。これらの条件を満たすベクトル場Fは非回転（保存場）と呼ばれる。
スカラーポテンシャルは物理学および工学の多くの分野で重要な役割を果たしている。重力ポテンシャルは位置の関数としての、単位質量当たりの重力、すなわち場による加速度に関連するスカラーポテンシャルである。重力ポテンシャルは単位質量当たりの重力ポテンシャルエネルギーである。静電気学においては、電位は電場、すなわち単位電荷当たりの静電気力に関連するスカラーポテンシャルである。この場合、電位は単位電荷当たりの静電ポテンシャルエネルギーである。流体力学において、非回転層状場はラプラシアン場にある特別な場合にのみスカラーポテンシャルを持つ。核力の側面の1つは湯川ポテンシャルにより説明することができる。ポテンシャルは古典力学のラグランジアンとハミルトニアンの定式化において重要な役割を果たす。さらに、スカラーポテンシャルは量子力学における基本量である。
スカラーポテンシャル
全てのベクトル場がスカラーポテンシャルを持つわけではない。そのようなベクトル場は保存的と呼ばれ、物理学における保存力の概念に対応している。非保存力の例としては、摩擦力、磁力、および流体力学におけるソレノイド場速度場がある。しかし、ヘルムホルツ分解定理により、全てのベクトル場はスカラーポテンシャルおよび対応するベクトルポテンシャルで記述可能である。電気力学において、電磁スカラーポテンシャルとベクトルポテンシャルはともに電磁4元ポテンシャルとして知られている。
スカラーポテンシャル 可積分条件
もしFが保存的ベクトル場（非回転、カールフリー、ポテンシャルとも）で、その成分が連続偏微分を持つ場合、基準点に対するFのポテンシャルは線積分により定義される。
Cはからまでのパラメータ化された経路
線積分がその終点とのみを介する経路Cに依存するという事実は、本質的には保存ベクトル場の経路独立特性である。線積分の基本定理は、Vがこのように定義されるならばであることを含んでおり、Vは保存ベクトル場Fのスカラーポテンシャルである。スカラーポテンシャルはベクトル場だけで決まるわけではない。実際、関数の勾配は定数が追加されても影響を受けない。Vが線積分で定義されている場合、Vのあいまいさは基準点の選択の自由度を反映している。
スカラーポテンシャル 重力ポテンシャルエネルギーとしての高度
1つの例は地表近くの（ほぼ）一様な重力場である。これはポテンシャルエネルギー
を持つ。Uは重力ポテンシャルエネルギーでhは地表上の距離である。これは等値線図上の重力ポテンシャルエネルギーは高度に比例することを意味する。等値線図においては、高度の2次元負勾配は2次元ベクトル場であり、このベクトルは常に等値線に対して垂直であり重力の方向に対しても垂直である。しかし、等値線図において丘陵地帯となっているところではUの3次元負勾配は常に重力の方向F真下に向いている。しかし、丘を転がる球は丘の表面の垂直力により真下に直接移動することはできず、丘表面に垂直な重力の成分は相殺される。球を動かすために残る重力成分は表面に平行である。
θは傾きの角度。重力に垂直なFSの成分は
となる。地表に平行なこの力FPはθが45度のとき最大となる。
等値線図上の等値線間の高度の等間隔をΔhとし、2つの等値線間の距離をΔxとすると以下のようになる。
よって
しかし、等値線図上では勾配はΔxに反比例し、FPと同じようではない。等値線図上の高度は正確には2次元ポテンシャル場ではない。力の大きさは異なるが、力の方向は等値線図でも等値線図で表される地表の丘陵地帯でも同じである。
スカラーポテンシャル 浮力ポテンシャルとしての圧力
流体力学において、平衡状態にあるが一様な重力場の存在下では一様な浮力が重力を相殺するように浸透する。つまり、流体はその平衡状態を維持する。この浮力は負の圧力勾配である。
浮力は重力と反対方向の上向きを向いているため、流体内の圧力は下向きに増加する。静的な水域内の圧力は水面下の深さに比例して増加する。一定圧力の面は表面に平行な平面であり、これはゼロ圧力の平面として特徴づけることができる。
液体が（その回転軸が表面に対して垂直である）垂直渦を有する場合、その渦は圧力場にうぼみを生じさせる。渦の内側の液体の表面は等圧力の表面同様下方向に引っ張られるが、液体表面と平行に保たれる。この効果は渦内部で最も強く、渦軸から離れるにつれて急速に減衰する。
流体に浸かり囲まれた固体物体上の流体による浮力は、物体の表面に沿って負の圧力勾配を積分することにより得ることができる。
動いている飛行機の翼は、翼の上の空気圧を下の空気圧に比べて減少させる。これにより重力に対抗するのに十分な浮力が生み出される。
スカラーポテンシャル ユークリッド空間におけるスカラーポテンシャル
3次元ユークリッド空間において、非回転ベクトル場Eのスカラーポテンシャルは次式で与えられる。
はr'に関する微小体積要素である。このとき
これはEが連続的であり無限大に向かい漸近的に0まで減少し、1/rより速く減衰し、Eの発散が無限大に向かうと減衰し1/r2よりも速く減衰する場合に成り立つ。
違う書き方をすると
はニュートンポテンシャルである。これはラプラス方程式の基本解であり、Γのラプラシアンがディラックのデルタ関数の負の値に等しいことを意味する。
このとき、スカラーポテンシャルはEとΓの畳み込みである。
実際、非回転ベクトル場と回転不変ポテンシャルの畳み込みも非回転である。非回転ベクトル場Gは次のように表される。
ゆえに
となる。
もっと一般的には、式
は、次式で与えられるニュートンポテンシャルを用いることでn次元ユークリッド空間 (n > 2) で成り立つ。
ωnは単位n次元球の体積である。証明は同じである。あるいは、部分（もしくはより厳密に言えば畳み込みの性質）による積分は以下の式を与える。
洋銀
洋銀（ようぎん）とは、幕末から明治初期にかけての日本、および近世の中国に流入した外国製の銀貨のこと。特に断りが無い場合には1497年以後メキシコ（当初はスペイン領）を中心とする、スペイン系の中南米諸国で鋳造されて国際決済で長く用いられてきたSpanish dollar （メキシコドル/メキシコ銀）といわれる、量目420グレーンの8レアル銀貨を指す場合が多い。
洋銀 概説
安政条約によって外国商人が外国銀貨で日本の商品を購入することが許されたが、当時の量目に基づく相場はSpanish dollar 100枚に対して天保一分銀が311枚であった。だが、当時の天保一分銀の品位は洋銀に対して高いにも拘らず額面が地金価値よりも高く設定された名目貨幣であり、そのことによる金銀比価の差が大きかったために、大量の小判金流出を招く原因となった。これにより日本国内には大量のメキシコ銀が流入し、明治時代の銀貨の材料となった。
安政6年（1859年）に江戸幕府は洋銀を金三分と同価値と看做す規定を定め、慶応4年2月20日（1868年）に明治政府もこれを追認する規定を出した。明治4年（1871年）の新貨条例制定後Spanish dollar  とほぼ同品位の貿易銀を鋳造し、明治11年（1878年）5月27日にこれを1円銀貨として日本全国に通用させる太政官布告を公布、翌年9月12日には洋銀と貿易銀との平価通用が布告された（金銀複本位制）。
洋銀 概説
その後の紙幣整理と兌換紙幣の発行によって姿を消し、明治30年（1897年）の貨幣法公布による金本位制移行とともに1円銀貨の国内流通は停止され、洋銀の国内における地位も低下した。
近世の中国において広く流通していた銀貨は大きく3種類に分類され、「銀両」、「銀圓」、「洋銀」と呼ばれるものがあった。このうち洋銀はスペインドル（本洋、双柱）、メキシコドル（鷹洋、墨銀）、およびアメリカ貿易銀（美国洋）などがあり、日本円銀（日本龍洋）および香港ドル銀貨なども洋銀に分類されるものであった。
16世紀末頃より、ヨーロッパの銀貨が中国へ流入し始め、多くは東インド会社を通じて茶や絹の対価としてスペインドルが中国へ流入した。1842年の南京条約締結以降は洋銀の流入がさらに活発化し、広東を通じてメキシコドルなどが流入するようになった。
鮎川義介
鮎川 義介（あゆかわ よしすけ/あいかわ よしすけ、 1880年（明治13年）11月6日 – 1967年（昭和42年）2月13日）は、日本の実業家、政治家。日産コンツェルン創始者である。満洲重工業開発株式会社総裁、貴族院議員、帝国石油株式会社社長、石油資源開発株式会社社長、参議院議員などを歴任した。
鮎川義介 生涯
明治13年（1880年）、旧長州藩士・鮎川弥八（第10代当主）を父とし、明治の元勲・井上馨の姪を母として山口県吉敷郡大内村（現在の山口市大内地区）に生まれる。
山口県立山口尋常中学校、旧制山口高等学校を経て、1903年（明治36年）に東京帝国大学工科大学機械科を卒業。芝浦製作所に入社。身分を明かさない条件で日給48銭の職工となる。その後、当時の技術はすべて欧米の模倣であったので、現地の状況を体験すべく渡米。約1年強を可鍛鋳鉄工場（Gould Coupler Company : グルド・カプラー社）で労務者として働く。
1910年（明治43年）、井上馨の支援を受けて福岡県遠賀郡戸畑町（現・北九州市戸畑区）に、東洋初の可鍛鋳鉄製造会社として戸畑鋳物株式会社（現プロテリアル、日産自動車）を創立し、マレブル（黒芯可鍛鋳鉄） 継手を製造。継手の表面が瓢箪のように滑らかであってほしいという思いを込めて「瓢箪印」をトレードマークにし、ヒット製品となる。
鮎川義介 生涯
1921年（大正10年）、当時としては珍しい電気炉による可鍛鋳鉄製造開始。1922年（大正11年）、大阪に株式会社木津川製作所を設立（現在の桑名金属工業株式会社の前身）。戸畑鋳物から継手営業・商標権、「瓢箪印」の商標を戸畑鋳物株式会社から譲渡し、継手を製造。その後、先端的な国産初の電気製鋼に成功していた安来製鋼所（現在のプロテリアル 安来工場）を吸収合併した。1924年（大正13年）には農業用・工業用・船舶用石油発動機製造販売開始。
1926年（大正15年）、株式会社木津川製作所・帝国鋳物株式会社（福岡県若松市（現・北九州市若松区））を吸収合併。合併後東洋一のロール工場と言われる。
1928年（昭和3年）、義弟・久原房之助の経営する久原鉱業の社長に就任し、同社を日本産業（日産）と改称。久原鉱業は、当時は、第一次世界大戦後の恐慌と久原の政界入りで経営破綻に瀕していた。立憲政友会の田中義一（元陸軍大将）らの再建の懇請に鮎川は渋々応じた。会社を持株会社に変更し、公開持株会社として傘下に、日産自動車・日本鉱業（同年12月、日本産業株式会社に社名変更）・日立製作所・日産化学・日本油脂・日本冷蔵・日本炭鉱・日産火災・日産生命など多数の企業を収め、日産コンツェルンを形成。
鮎川義介 生涯
1929年（昭和4年） 戸畑鋳物東京製作所（深川）を新設し、自動車用マレブル鋳鉄製造開始。同年4月24日、日本産業の鉱業部門が分離独立、日本鉱業株式会社を設立。
1933年（昭和8年）、自動車工業株式会社（現在のいすゞ自動車）よりダットサンの製造権を無償で譲り受け、同年12月ダットサンの製造のために自動車製造株式会社を設立する。
1934年（昭和9年）、安来製鋼所を吸収合併。
1934年（昭和9年）、自動車製造株式会社を日産自動車株式会社と改称。同年『ドイツ系ユダヤ人五万人の満洲移住計画について』と題する論文を発表。5万人のドイツ系ユダヤ人を満洲国に受け入れ、同時にユダヤ系アメリカ資本の誘致を行うことにより、満洲の開発を促進させると共に、同地を仮想敵国であるソビエト連邦（ソ連）に対する防壁とする構想（満蒙問題、反共主義#南京事件から広田三原則まで、防共協定も参照）を、ユダヤ専門家として知られる陸軍大佐・安江仙弘、海軍大佐・犬塚惟重、関東軍のいわゆる「大陸派」（満洲進出を求めた多くの軍閥）に立案した（のち河豚計画へと展開する）。これにより、関東軍の後ろ盾を得る。南満洲鉄道（満鉄）の理事だった松岡洋右 ものちに河豚計画に参加。
鮎川義介 生涯
1935年（昭和10年）、戸畑鋳物を国産工業株式会社に社名変更（事業活動の拡大に社名が相応しくなくなったため）。同年、東京市民に憩の場を提供する目的で伊豆大島に私財を投じて公園を設立（後に東京都が買い上げて都立大島公園となる）。
1937年（昭和12年）、野口遵、森矗昶など当時の「財界新人三羽烏」の一人として、満洲国の経済運営で巨大な満鉄が影響力を持つことを嫌った関東軍の求めに応じ、日本産業を満洲国に移し、満洲重工業開発株式会社（満業）として初代総裁・相談役に就任。同時に満洲国顧問・貴族院勅選議員・内閣顧問を兼務した。当時の満洲国の軍・官・財界の実力者「弐キ参スケ」の1人とされた。弐キ参スケとは東條英機（関東軍参謀長）・星野直樹（国務院総務長官）、鮎川義介、岸信介（総務庁次長）、松岡洋右（満鉄総裁）である。鮎川・岸・松岡の3人は「満洲三角同盟」とも称された。
同年、国産工業、株式会社日立製作所との対等合併。鮎川が満業立ち上げのため、 以前から関係のあった日立製作所の小平浪平に国産工業株式会社の経営を頼んだ。
鮎川義介 生涯
1939年（昭和14年）頃には白洲次郎らと世界情勢を語り合い、ドイツと英仏間の戦争は、英仏の勝利との結論を得る。関東軍との関係悪化から日産グループの満洲撤退を検討。1942年（昭和17年）頃に満業の総裁を辞任して副総裁の高碕達之助に交代。1943年（昭和18年）11月17日に藤原銀次郎が東條内閣に入閣すると、五島慶太・鈴木貞一らと内閣顧問に就任。
1945年（昭和20年）12月2日、連合国軍最高司令官総司令部（GHQ）は日本政府に対し前満洲重工業総裁の肩書を有する鮎川を逮捕するよう命令（第三次逮捕者59名中の1人）、巣鴨拘置所に20か月拘置されたが、容疑が晴れる。獄中にて日本の復興策を練る。1952年（昭和27年）、日産グループ各社の出資を得て中小企業助成会を設立。会長に就任。以後、中小企業の振興に尽力。1953年（昭和28年）、帝国石油社長、石油資源開発社長。参議院議員に当選。
1956年（昭和31年）、日本中小企業政治連盟（中政連）を創立し、総裁に就任。その後、主に政治家としての晩年を送る。また、同年設立された全国中小企業団体中央会の会長にも就く。この間、岸内閣経済最高顧問、東洋大学名誉総長。産業計画会議委員（議長・松永安左エ門）就任。
1959年（昭和34年）、全国区より参議院に再度当選したが、同時に当選した次男金次郎派運動員の選挙違反容疑が高まり、12月に責任をとり議員辞職。
1966年（昭和41年）、持病の胆嚢炎を日本医科大学付属病院で手術したが、高齢により回復がはかどらず入院が長引く。1967年（昭和42年）2月13日、合併症となった急性肺炎のため転院先の駿河台杏雲堂病院で死去した。86歳没。翌14日、特旨を以て位四級を追陞され、死没日付をもって従五位から従三位勲一等に叙され、瑞宝章を追贈された。
墓所は多磨霊園。
洋白
洋白（ようはく）とは、銅と亜鉛とニッケルから構成される合金である。その割合は用途に合わせて様々に調整されるものの、これらの元素のうち銅の含有率は50 %を超えている。洋銀（ようぎん）、ニッケルシルバー（英: nickel silver）、ジャーマンシルバー（英: German silver）などの別名を持つが、実際に銀が含まれているわけではない。
また、スペイン語ではアルパカ（西: alpaca）と称される。
洋白 特徴
銅を50から70パーセント、ニッケルを5から30パーセント、亜鉛を10から30パーセント配合した銀白色の合金で、柔軟性・屈曲加工性に富み、耐食性にも比較的優れている。成分比の例としては、銅55パーセント、亜鉛27パーセント、ニッケル18パーセントから成るCu55-Zn27-Ni18合金が挙げられる。引張り強さなどの機械的性質においては黄銅より優れている。一般には、Niが増すほどばね性が、Znが増すほど強度が、Cuが増すほど展延性が上がる。また、一般的な金属と同様に導体である。
洋白 用途
一定の通電性を有し、加工が比較的容易であることから、鉄道模型のレールにも盛んに使用される。この他にも例えば、装身具や電気抵抗線、ばね材料、楽器（フルートの管体や機構部、金管楽器の抜き差し管の内管、トロンボーンの伸縮部内管など）、美観とともに張力に耐える強度が必要とされる太鼓のリム等の材料として用いられる。洋白に銀メッキを施したカトラリーは特に洋白銀器と呼ばれる。
洋白 用途
ニッケルは漢字が知られていないことからも想像できるとおり、単体金属としての分離は1751年と歴史は浅い。しかし特殊鋼や合金添加材としての有用性から、戦時に備えた国家備蓄のため硬貨の材料として用いられるようになった（洋銀貨）。日本において、2000年（平成12年）に発行が開始された2代目五百円硬貨は、銅72 %、亜鉛20 %、ニッケル8 %の合金製であり、さらに2021年（令和3年）に発行開始された3代目五百円硬貨の外縁部分にも用いられており、貨幣の世界ではこの合金をニッケル黄銅と称し、造幣局もこれを材質の正式名称としている。貨幣で言う洋銀貨とは、ニッケル成分が更に少なく銀や錫を混入した物を言い、19世紀にスイスやオーストリア、ドイツで小額硬貨に使用された。日本でも「洋銀貨」と称した十円洋銀貨が製造された事があったが（1950 - 51年、組成は銅55 - 60 %、ニッケル16 - 18 %、亜鉛22 - 29 %）、発行には至らなかった。
なお、同じ19世紀に東アジアで貿易に使われた銀貨も洋銀と呼ばれるので区別を要する。
RNA干渉
RNA干渉（RNAかんしょう、英: RNA interference、RNAi）は、二本鎖RNA（dsRNA）が翻訳抑制または転写抑制によって遺伝子の発現を配列特異的に抑制する生物学的過程である。RNAiは歴史的には、"co-suppression"、"post-transcriptional gene silencing"（PTGS）、"quelling"といった名称で知られていた。これらの過程は見かけ上異なるものの、それぞれに対して詳細な研究が行われ、これらの実体はすべてRNAiであることが明らかにされた。アンドリュー・ファイアーとクレイグ・メローは、1998年に発表された線虫Caenorhabditis elegansにおけるRNAiに関する業績によって、2006年にノーベル生理学・医学賞を受賞した。RNAiとその調節の可能性が発見されて以降、RNAiが目的の遺伝子を抑制する多大な可能性を有していることが明らかとなった。現在ではRNAiは、遺伝子抑制を目的としたアンチセンス治療よりも正確かつ効率的で安定なより良い治療法であることが知られている。
RNA干渉
RNAiでは、miRNAとsiRNAという2つのタイプの低分子RNAが中心的役割を果たす。RNAは遺伝子の直接産物であり、こうした低分子RNAは酵素複合体を指揮し、mRNAの分解や翻訳の阻害といった、転写後段階での遺伝子サイレンシングを介して標的遺伝子の活性を低下させる。さらに、siRNAやmiRNAに相補的なゲノム領域でDNAのメチル化を触媒する酵素複合体による、転写前段階でのサイレンシング機構も存在し、それによって転写が阻害されることもある。RNAiは、ウイルスやトランスポゾンといった寄生性のヌクレオチド配列に対する細胞の防御に重要な役割を果たす。また、発生にも影響を与える。
RNA干渉
RNAi経路は動物を含む多くの真核生物でみられ、Dicerによって開始される。Dicerは長いdsRNA分子を約21ヌクレオチドからなる短いsiRNA二本鎖断片へと切断する酵素である。その後、siRNAは2つの一本鎖RNA（ssRNA）、すなわちパッセンジャー鎖とガイド鎖へと巻き戻される。パッセンジャー鎖は分解され、ガイド鎖はRNA誘導サイレンシング複合体（RISC）へと取り込まれる。RNAi経路の中で最もよく研究されているのは転写後段階での遺伝子サイレンシングであり、この過程ではガイド鎖がmRNA分子中の相補的な配列と対合し、RISCの触媒要素であるArgonaute2（Ago2）による切断が誘導される。一部の生物種では、当初のsiRNA濃度が限定的なものであっても、この過程が増幅し、全身に拡散する。
細胞に導入された合成dsRNAは目的の遺伝子の選択的かつ強固な抑制を誘導することとができるため、RNAiは培養細胞においても個体レベルにおいても有益な研究ツールである。RNAiは細胞内の各遺伝子を体系的にオフにする大規模スクリーニングに利用することができ、細胞分裂などのイベントや特定の細胞過程に必要な要素の同定のために活用することができる。また、この経路はバイオテクノロジーや医療、そして殺虫剤など実用的なツールとしても利用されている。
RNA干渉 細胞機構
RNAiは、RNA誘導サイレンシング複合体（RISC）によって制御されるRNA依存的遺伝子サイレンシング過程であり、細胞質に存在する短い二本鎖RNA（dsRNA）分子によって開始される。dsRNAが外因性のもの（RNAゲノムを持つウイルスの感染や実験室的操作に由来するもの）である場合には、RNAは直接細胞質に取り込まれ、Dicerによって短い断片へと切断される。ゲノム中のRNAコーディング遺伝子から発現したpre-miRNAなどのように、RNAi経路を開始するdsRNAは内因性のもの（細胞に由来するもの）である場合もある。こうした遺伝子に由来する一次転写産物は、まず核内でpre-miRNAに特徴的なステムループ構造を形成するようプロセシングされる。その後、外因性と内因性の2つのdsRNA経路はRISCへと集約される。
RNA干渉 細胞機構
外因性のdsRNAはリボヌクレアーゼタンパク質であるDicerによってRNAiを開始する。Dicerは植物ではdsRNA、ヒトではshRNAと結合して切断を行い、3'末端に2ヌクレオチドの突出部を持つ20–25塩基対の二本鎖断片を形成する。この長さは、標的遺伝子に対する特異性を最大化し、かつ非特異的な効果を最小化することが複数の生物種のゲノムに対するバイオインフォマティクス研究から示唆されている。こうした短い二本鎖断片はsiRNAと呼ばれる。その後、RISCローディング複合体（RLC）によって、siRNAは一本鎖へと分離されて活性型のRISCへ取り込まれる。ショウジョウバエのRLCはDcr-2（Dicer2）とR2D2を含み、Ago2とRISCの一体化のために重要である。TAF11はDcr-2とR2D2の四量体化を促進してRLCを組み立て、siRNAに対する結合親和性を10倍増加させる。TAF11との結合によって、R2D2/Dcr2-initiator（RDI）複合体はRLCへと変換される。R2D2にはタンデムに並んだdsRNA結合ドメインが存在し、siRNA二本鎖の熱力学的に安定な末端を認識する。一方、Dcr-2は熱力学的安定性の低い末端を認識する。RISCへのRNAのローディングは非対称的であり、Ago2のMIDドメインはsiRNAの熱力学的に不安定な末端を認識する。そのため、5'末端がMIDドメインに認識されなかったパッセンジャー鎖は放出され、もう一方のガイド鎖はAgoと協調的にRISCを形成する。
RNA干渉 細胞機構
RISCへと取り込まれた後、siRNAは標的mRNAと塩基対を形成して切断を行い、そのmRNAが翻訳の鋳型として利用されることを防ぐ。siRNAとは異なり、miRNAがロードされたRISCはmRNA上の相補性領域を探してスキャンする。 miRNAは通常不完全な相補性でmRNAの3' UTR領域に結合し、リボソームが翻訳のためにアクセスすることを防ぐ役割を果たす。
RNA干渉 細胞機構
miRNAはゲノムにコードされたノンコーディングRNAであり、特に発生過程において遺伝子発現の調節を補助する。広義のRNAiには、外来dsRNAから産生されるsiRNAによるものに加え、miRNAによる内因性の遺伝子サイレンシング効果も含まれる。成熟したmiRNAは外因性dsRNAから産生されたsiRNAと構造的に類似しているが、成熟するまでに広範囲の転写後修飾を必要とする。miRNAは最終産物よりもずっと長いRNAコーディング遺伝子からpri-miRNA（primary miRNA）と呼ばれる一次転写産物として発現し、核内でマイクロプロセッサー複合体によってステムループ構造を持つ約70ヌクレオチドの長さのpre-miRNA（precursor miRNA）へとプロセシングされる。マイクロプロセッサー複合体には、Droshaと呼ばれるRNase III酵素とdsRNA結合タンパク質DGCR8が含まれる。Dicerはこのpre-miRNAのdsRNA部分に結合して切断を行い、RISCに取り込まれる成熟型miRNA分子が産生される。これより下流では、miRNAとsiRNAは同様の装置を利用する。ウイルス由来のmiRNAとしては、エプスタイン・バール・ウイルス（EBV）にコードされたものが最初に記載された。それ以降、ウイルスでは多くのmiRNAの記載がなされている。VIRmiRNAは、ウイルス性のmiRNAとその標的、そして抗ウイルス性miRNAに関する総合的なカタログである。
RNA干渉 細胞機構
miRNAは長いdsRNA前駆体に由来するsiRNAとはいくつかの点で異なる。特に動物では、miRNAと標的mRNAとの塩基対形成は不完全であることが一般的であり、また類似した配列を持つ多くの異なるmRNAの翻訳を阻害する。対照的に、siRNAは通常は完全な塩基対形成を行い、唯一の特異的な標的に対してのみmRNAの切断を誘導する。ショウジョウバエやC. elegansでは、miRNAとsiRNAはそれぞれ異なるArgonauteタンパク質とDicer酵素によってプロセシングされる。
mRNAの3' UTRには、転写後にRNAiを引き起こす調節配列が存在することが多い。こうした3' UTRには、miRNAの結合部位と調節タンパク質の結合部位の双方が存在することが多い。miRNAは3' UTR内の特定の部位に結合することで、翻訳の阻害または転写産物の分解によって遺伝子発現を低下させる。また、3' UTRにはmRNAの発現を阻害するリプレッサータンパク質が結合するサイレンサー領域が存在する場合もある。
RNA干渉 細胞機構
miRNAの配列とアノテーションがアーカイブされているウェブサイトmiRBaseには、2014年時点で233の生物種の28,645種類のエントリが登録されている。miRNAには平均して約400種類の標的ｍRNAが存在する（数百の遺伝子の発現に影響を与える）ことが予測されている。ヒトのmRNAの3' UTRにはバックグラウンドレベルよりも高い水準で保存されている標的部位が45,000か所以上存在し、タンパク質コーディング遺伝子の60%以上に対してmiRNAとの対合を維持するような選択圧がはたらいていると推定されている。
1種類のmiRNAが数百種類のmRNAの安定性を低下させる場合があることは、直接的な実験により示されている。一方他の実験では、1種類のmiRNAが数百種類のタンパク質の産生を抑制する可能性があるものの、多くの場合こうした抑制は比較的弱いもの（2倍未満）であることが示されている。
miRNAによる遺伝子発現の調節の異常は、がんにおいて重要であるようである。一例として、消化器がんでは9種類のmiRNAにエピジェネティックな変化が生じ、DNA修復酵素をダウンレギュレーションする作用を示していることが同定されている。
RNA干渉 細胞機構
miRNAによる遺伝子発現調節の異常は、統合失調症、双極性障害、大うつ病、パーキンソン病、アルツハイマー病、自閉症スペクトラム障害など精神神経疾患にも重要であるようである。
外因性のdsRNAには、C. elegansではRDE-4、ショウジョウバエではR2D2と呼ばれるエフェクタータンパク質が検知して結合し、Dicerの活性を刺激する。このタンパク質は長いdsRNAにのみ結合するが、こうした長さに対する特異性を生み出す機構は不明である。その後、このRNA結合タンパク質は切断されたsiRNAのRISCへの移行を促進する。
C. elegansでは、Dicerによって産生された「一次性」のsiRNAを鋳型として「二次性」のsiRNAが合成されることで、この開始応答は増幅される。こうした「二次性」のsiRNAはDicerによって産生されたsiRNAとは構造的に異なり、RNA依存性RNAポリメラーゼ（RdRP）によって産生されているようである。
RNA干渉 細胞機構
RISCの活性を担う構成要素はArgonauteタンパク質と呼ばれるエンドヌクレアーゼであり、結合したsiRNAに相補的な標的mRNAを切断する。Dicerによって形成される断片は二本鎖であるため、理論上は双方の鎖が機能的なsiRNAとなることができる。しかしながら、2本の鎖のうちArgonauteタンパク質に結合し、遺伝子サイレンシングを指揮するのは、ガイド鎖と呼ばれる一方の鎖のみである。もう一方の鎖はパッセンジャー鎖またはアンチガイド鎖と呼ばれ、RISCの活性化の過程で分解される。当初はATP依存的なヘリカーゼによって2つの鎖が分離されると考えられていたが、この過程は実際にはATP非依存的であり、RISCの構成要素によって直接行われることが示されている。しかしながら、in vitroにおけるATP存在下と非存在下でのRNAiの速度論的解析からは、触媒後の複合体から切断されたmRNAを巻き戻して除去するためにATPが必要である可能性が示されている。ガイド鎖は5'末端の対合の安定性が低い傾向があるが、RISCへの取り込みの前のDicerによるdsRNAの切断の方向には影響を与えない。Dicerではなく、R2D2タンパク質がより安定性の高いパッセンジャー鎖の5'末端に結合することが鎖の識別因子として機能している可能性がある。
RNA干渉 細胞機構
Argonauteタンパク質のRNA結合の構造的基盤は、RNAが結合したArgonauteタンパク質のドメインのX線結晶構造解析によって研究されている。RNA鎖のリン酸化5'末端はArgonauteタンパク質の保存された塩基性ポケットに入り、マグネシウムなどの二価カチオンを介して、また5'末端のヌクレオチドと保存されたチロシン残基とのスタッキングによって接触を行っている。この部位はsiRNAが標的mRNAへ結合する際の核形成部位となると考えられている。ガイド鎖の5'末端または3'末端のミスマッチによる阻害効果の解析からは、ガイド鎖の5'末端は標的mRNAとのマッチングと結合を担う一方で、3'末端は標的mRNAをRISCが切断を行いやすい領域へ物理的に配置をする役割を担っている可能性が高いことが示されている。
RNA干渉 細胞機構
活性化されたRISC複合体が細胞内のmRNA標的をどのように見つけているのかに関しては未解明である。切断過程と翻訳との関連性が提唱されているが、標的mRNAの翻訳はRNAiを介した分解に必要不可欠なものではない。事実、RNAiは翻訳されていない標的mRNAに対してより効率的に働いている可能性がある。Argonauteタンパク質はP-body（cytoplasmic body、GW bodyとも）と呼ばれる細胞質の特定の領域に局在している。この領域ではｍRNAの分解が高率で行われており、miRNAの活性もP-bodyに集中している。P-bodyの破壊によってRNAiの効率が低下することから、この部位がRNAi過程に重要であることが示唆される。
RNA干渉 細胞機構
RNAi経路の構成要素は、多くの真核生物においてゲノムの組織化と構造の維持に利用されている。ヒストンの修飾とそれに関連したヘテロクロマチン形成の誘導は、転写前段階で遺伝子をダウンレギュレーションする役割を果たす。この過程はRNA誘導転写サイレンシング（RITS）と呼ばれ、RITS複合体と呼ばれるタンパク質複合体によって行われる。分裂酵母Schizosaccharomyces pombeでは、この複合体にはArgonaute、クロモドメインタンパク質Chp1、そしてTas3と呼ばれる機能未知タンパク質が含まれる。ヘテロクロマチン領域の誘導と拡大にはArgonauteとRdRPタンパク質が必要である。これらの遺伝子を欠失させた分裂酵母は、ヒストンメチル化とセントロメア形成が破壊され、細胞分裂の進行は遅くなるか、もしくは後期の段階で停止する。またある場合には、ヒストン修飾と関係した同様の過程によって遺伝子の転写がアップレギュレーションされることも観察されている。
RNA干渉 細胞機構
RITS複合体がヘテロクロマチンの形成や組織化を誘導する機構の詳細は未解明である。多くの研究は分裂酵母の接合型遺伝子座に焦点を当てているが、この遺伝子座における活性は他の生物やゲノム領域における活性を代表するものではない可能性もある。既存のヘテロクロマチン領域の維持に際しては、RITSはその領域の遺伝子に相補的なsiRNAと複合体を形成してその領域のメチル化ヒストンと安定に結合し、RNAポリメラーゼによって転写が開始されたpre-mRNA新生鎖を、転写と共役した形で分解している。ヘテロクロマチン領域の維持ではなく形成過程はDicer依存的であるが、それはおそらく転写産物を標的とするsiRNAが最初に形成される際にはDicerが必要であるためである。新たなsiRNAは偶発的な転写による新生鎖からRdRPによって形成され、その領域に位置するRITS複合体へ取り込まれるため、ヘテロクロマチンの維持は自己強化型フィードバックループとして機能することが示唆されている。分裂酵母の接合型遺伝子座やセントロメアにおける観察と哺乳類での現象との対応は明らかではなく、哺乳類細胞におけるヘテロクロマチンの維持はRNAi経路の構成要素とは無関係である可能性もある。
高等真核生物で最も広くみられるRNA編集は、ADARによるdsRNA中のアデノシンヌクレオチド（A）のイノシン（I）への変換である。RNAiとA→IのRNA編集経路が共通したdsRNA基質をめぐって競合する可能性は2000年に提唱された。一部のpre-miRNAはA→I RNA編集を受け、この機構は成熟型miRNAへのプロセシングと発現を調節している可能性がある。さらに、哺乳類のADARの少なくとも1種類に関してはsiRNAをRNAi経路の構成要素から隔離することが示されている。ADARを持たないC. elegans系統を用いた研究からは、内在性遺伝子や導入遺伝子のRNAiによるサイレンシングにA→I RNA編集が対抗していることが示されており、このこともこのモデルを支持している。
外来dsRNAを取り込み、そしてそれらをRNAi経路で利用する能力は、生物によって差がある。RNAiの効果は、植物やC. eleganでは全身的かつ遺伝性のものであるが、ショウジョウバエや哺乳類ではそうではない。植物では、RNAiは原形質連絡（細胞間のコミュニケーションや輸送を可能にする、細胞壁に存在するチャネル）を介した細胞間でのsiRNAの輸送によって全身へ伝播していくと考えられている。またその遺伝性はRNAiの標的となったプロモーターがメチル化されることによるものであり、メチル化パターンは新たな世代の細胞が生じるたびにコピーされる。植物と動物のおおまかな違いは、内因的に産生されるmiRNAの標的性にある。植物では、通常miRNAはその標的遺伝子に対して（ほぼ）完全に相補的であり、RISCによる直接的なmRNAの切断が誘導されるのに対し、動物のmiRNAは標的となる配列がより多様である傾向があり、翻訳抑制が誘導される。この翻訳抑制効果は、翻訳開始因子とmRNAのポリアデニル化テールとの相互作用の阻害によって行われている可能性がある。
リーシュマニアLeishmania majorやトリパノソーマTrypanosoma cruziなど、一部の原生動物にはRNAi経路が全く存在しない。一部の菌類でも大部分またはすべての構成要素が存在せず、そうした生物として最も有名なのはモデル生物でもある出芽酵母Saccharomyces cerevisiaeである。Saccharomyces castelliiやカンジダCandida albicansなどの他の出芽酵母にはRNAiが存在し、S. castellii由来の2つのRNAi関連タンパク質を誘導することで、S. cerevisiaeでもRNAiが促進されることが示されている。子嚢菌門や担子菌門の特定の種でRNAi経路が存在しないことは、RNAサイレンシングに必要なタンパク質が多くの菌類系統で独立に失われたことを示しており、おそらく類似した機能を持つ新たな経路の進化か、特定のニッチにおいて選択上の有利さが存在しなかったためであると考えられる。
原核生物における遺伝子発現は、いくつかの面でRNAiと類似したRNAベースの系の影響を受ける。RNAをコードする遺伝子は、mRNAとアニーリングする相補的なRNAを産生することで、mRNAの存在量や翻訳を制御する。しかし、こうした調節性RNAにはDicerは関与せず、一般的にはmiRNAに類似したものとはみなされていない。原核生物におけるCRISPR系が真核生物におけるRNAi系と類似したものであることも示唆されているが、どのタンパク質構成要素もオーソロガスではない。
RNA干渉 生物学的機能
RNAiはウイルスやその他の外来性遺伝物質に対する免疫応答の重要な部分をなしており、特に植物ではトランスポゾンの自己増殖も防いでいる。シロイヌナズナArabidopsis thalianaなどの植物は複数のDicerホモログを発現しており、これらは植物が異なるウイルスに曝露した際には異なる反応を示すよう専門化されている。RNAi経路が十分に理解される前から、植物における遺伝子サイレンシングの誘導がその植物全体に伝播したり、また接ぎ木によって台木から接ぎ穂へ移行したりすることがあることが知られていた。この現象は、ウイルスに最初に遭遇した後、植物全体がウイルスへ応答することを可能にする、植物の免疫系の特徴として認識されていた。一方、多くの植物ウイルスもRNAi経路を抑制する精巧な機構を進化させてきた。こうしたものの中には、Dicerによって産生される一本鎖オーバーハング末端を持つ短い二本鎖RNA断片に対して結合するウイルスタンパク質などが含まれる。一部の植物のゲノムは、特定種の細菌の感染に対する応答として、内因性のsiRNAを発現する。これらは、感染過程の助けとなりうる宿主のあらゆる代謝過程をダウンレギュレーションする、病原体に対する全般的応答の一部である可能性がある。
RNA干渉 生物学的機能
一般的に動物で発現しているDicerの種類は植物よりも少ないが、一部の動物ではRNAiが抗ウイルス応答を行っている。ショウジョウバエでは幼体と成体の双方において、RNAiは抗ウイルス免疫応答に重要であり、ショウジョウバエXウイルスなどの病原体に対して活性を示す。免疫における同様の役割はC. elegansでも作用している可能性があり、ウイルスに応答してArgonauteタンパク質はアップレギュレーションされ、またRNAi経路のの構成要素を過剰発現した線虫はウイルス感染に対して耐性を示す。
哺乳類の自然免疫におけるRNAiの役割の理解は進んでおらず、比較的わずかなデータしか存在しない。哺乳類細胞における機能的な抗ウイルスRNAi経路の存在を示す証拠は提示されており、また哺乳類細胞のRNAi応答を抑制する遺伝子をコードするウイルスの存在は哺乳類におけるRNAi依存的な免疫応答を支持する証拠となる可能性がある。しかしながら、この仮説には十分な証拠がないとして異議も唱えられている。
哺乳類のウイルスにおけるRNAiには他の機能もあり、ヘルペスウイルスが発現するmiRNAはウイルス潜伏を媒介するヘテロクロマチン組織化の引き金として作用している可能性がある。
RNA干渉 生物学的機能
内因的に発現しているmiRNAは、イントロン内に位置するのものも遺伝子間領域に位置するものも、翻訳抑制そして発生の調節に最も重要であり、形態形成の時期の決定や、幹細胞などの未分化状態や不完全分化状態の細胞種の維持に特に重要である。遺伝子発現のダウンレギュレーションにおける内因性miRNAの役割は、1993年にC. elegansで初めて記載された。植物では、この機能はシロイヌナズナのmiR-JAWが植物の形状を制御するいくつかの遺伝子の調節に関与していることが示された際に発見された。植物では、miRNAによって調節される遺伝子の大部分は転写因子である。そのためmiRNAの活性は特に広範囲にわたり、転写因子やFボックスタンパク質など重要な調節遺伝子を調節することで発生時に遺伝子ネットワーク全体を調節する。ヒトを含む多くの生物では、miRNAは腫瘍形成や細胞周期の調節異常と関連づけられている。miRNAはがん遺伝子としてもがん抑制遺伝子としても機能する。
RNA干渉 進化
最大節約法による系統学的解析に基づくと、全真核生物の最近共通祖先はすでに原始的なRNAi経路を持っていた可能性が極めて高く、特定の真核生物にRNAi経路が存在しないことは派生形質であると考えられている。この祖先型のRNAi系は、少なくとも1つのDicer様タンパク質、1つのArgonauteタンパク質、1つのPiwiタンパク質、そしてRNA依存性RNAポリメラーゼを含んでいたと考えられ、これらは細胞中で他の役割を果たしていた可能性もある。大規模な比較ゲノミクス研究でも同様に、真核生物のクラウングループはすでにこれらの構成要素を持っており、エキソソームなどの一般的なRNA分解系とより密接な機能的関係を持っていた可能性があることが示唆されている。またこの研究は、真核生物、大部分の古細菌、そして少なくとも一部の細菌（Aquifex aeolicusなど）に共通して存在するRNA結合性のArgonauteタンパク質ファミリーは、翻訳開始系の構成要素と相同であり、そしてそこから進化したものであることも示唆している。
RNA干渉 応用
RNAi経路は実験生物学において、培養細胞やモデル生物におけるin vivoでの遺伝子機能の研究のためにしばしば利用される。目的の遺伝子に対して相補的な配列を持つ二本鎖RNAが合成され、細胞または個体に導入される。そこで二本鎖RNAは外因性の遺伝子物質と認識され、RNAi経路が活性化される。この機構を用いて標的遺伝子の発現の劇的な低下を引き起こすことが可能であり、そしてこの低下の影響を研究することで遺伝子産物の生理学的役割を示すことができる。RNAiでは遺伝子の発現が完全には抑制されない場合があるため、遺伝子の発現が完全に除去される「ノックアウト」と区別して、「ノックダウン」と呼ばれることがある。遺伝子アレイデータを用いたRNAiのサイレンシング効率の検証では、429の独立した実験において失敗率は18.5%であることが示されている。
RNA干渉 応用
遺伝子ノックダウン効果を最大化しオフターゲット効果を最小化するdsRNAの設計法に関して、計算生物学では多くの研究がなされている。オフターゲット効果は、導入されたRNAの配列が複数の遺伝子と対合して発現を低下させるために生じる。ヒト、C. elegans、S. pombeのゲノム研究からは、可能なsiRNA配列のうち約10%で重大なオフターゲット効果が生じる可能性があると推定されている。一般的、哺乳類特異的、そしてウイルス特異的なsiRNAを設計し、自動的に交差反応性のチェックを行うアルゴリズムを備えたソフトウェアツールが多く開発されている。
RNA干渉 応用
生物種や実験系に応じて、外因性RNAはDicerによって切断されるように設計された長鎖RNAである場合や、siRNA基質として作用するよう設計された短鎖RNAである場合がある。ほとんどの哺乳類細胞では、長い二本鎖RNA分子に対しては外来遺伝物質に非特異的に作用する自然免疫の一種であるインターフェロン応答が誘導されるため、短いRNAが利用される。マウスの卵母細胞や初期胚は外因性dsRNAに対するこの応答を欠くため、哺乳類の遺伝子ノックダウン効果を研究するための一般的なモデル系となっている。siRNAが転写される適切な配列をコードしたプラスミドの安定トランスフェクションや、より精巧なレンチウイルスベクターシステムによって転写の活性化や不活性化の誘導を可能にしたコンディショナルRNAi（conditional RNAi）と呼ばれる技術など、siRNAの直接導入を回避することで哺乳類系におけるRNAiの有用性を改善した特殊な実験技術も開発されている。
RNA干渉 応用
ゲノムワイドRNAiライブラリの設計には、一定の実験条件のセットに対して単一のsiRNAを設計するよりも高度な技術が必要となる場合がある。siRNAライブラリの設計や遺伝子ノックダウン時の効率の予測には、ニューラルネットワークがよく利用される。マスゲノムスクリーニングはゲノムアノテーションのための有望な方法として広く知られており、マイクロアレイベースのハイスループットスクリーニングの開発の引き金となった。しかし、こうしたスクリーニングの有用性や、モデル生物で開発された技術が近縁種にも一般化できるのか、例えばC. elegansの技術が関連する寄生性線虫に応用可能であるのかに関しては疑問視されている。
医療におけるRNAiの利用の歴史
RNA干渉 応用
動物におけるRNAサイレンシングの最初の例は1996年に記載された。線虫C. elegansにおいて、par-1 mRNAのセンス鎖とアンチセンス鎖のRNAを導入することで、par-1 mRNAの分解が引き起こされることが観察された。この分解は一本鎖RNAによって開始されると考えられていたが、その2年後の1998年、ファイアーとメローによってこのpar-1遺伝子発現のサイレンシング能力は実際には二本鎖RNAによって開始されていることが発見された。この発見によって、彼らはノーベル生理学・医学賞を受賞した。この画期的な発見の直後、合成siRNAを用いることで、サイレンシングの標的は遺伝子全体ではなく遺伝子中の特定の配列とすることが可能であることが発見された。そのわずか1年後、トランスジェニックマウスにおいてC型肝炎ウイルス配列を標的として、この配列特異的なサイレンシングの治療応用が実証された。それ以降、RNAiの治療応用を広げる試みが多くの研究者によってなされ、具体的にはさまざまなタイプのがんを引き起こす遺伝子を標的とすることに関心が寄せられた。2006年までに臨床試験に到達した最初の応用は、黄斑変性とRSウイルスの治療であった。その4年後、ナノ粒子デリバリーシステムを用いて、固形腫瘍を標的としたヒトでの初めての第I相臨床試験が開始された。現在のところ大部分の研究はがん治療へのRNAiの応用を試みるものであるが、可能な応用は広範囲にわたる。RNAiは、ウイルス、細菌、寄生虫による感染症、不適応な遺伝子変異の治療、薬物使用の制御、疼痛管理、さらには睡眠の調節にも利用できる可能性がある。
RNA干渉 応用
抗ウイルス治療はRNAiベースの医療応用として最初期に提唱されたものであり、2つの異なる種類のものが開発されている。1つはウイルスのRNAを標的とするものである。ウイルスのRNAを標的化することで、HIV、HPV、A型肝炎ウイルス、B型肝炎ウイルス、インフルエンザウイルス、RSウイルス、SARSコロナウイルス、アデノウイルス、麻疹ウイルスなど、多数のウイルスの複製を抑制できることが多くの研究により示されている。もう1つの戦略は、宿主細胞の遺伝子を標的とすることでウイルスの侵入を防ぐものである。たとえば、宿主細胞のケモカイン受容体（CXCR4とCCR5）を抑制することでHIVの侵入を防ぐことができる。
伝統的な化学療法はがん細胞を効果的に殺すことができるが、正常細胞とがん細胞を区別する特異性を欠くために通常は重大な副作用を伴う。RNAiはがんと関連した遺伝子（がん遺伝子など）を標的とすることで腫瘍の成長を阻害する、より特異的なアプローチとなることが多くの研究で示されている。RNAiはがん細胞の化学療法薬に対する感受性を高めることも可能であり、化学療法との併用療法も提唱されている。細胞の浸潤や遊走の阻害も、RNAiベースの他の治療法となる可能性がある。
RNA干渉 応用
RNAiは神経変性疾患の治療法となる可能性が示されている。細胞やマウスでの研究では、アミロイドβ（Aβ）を産生する遺伝子（BACE1やAPPなど）をRNAiで特異的に標的化することで、アルツハイマー病と関係するAβペプチドの量を大きく低下させることができることが示されている。さらに、こうしたサイレンシングベースのアプローチは、パーキンソン病やポリグルタミン病の治療においても有望な結果をもたらしている。
RNA干渉 応用
RNAiの臨床的可能性の実現のためには、siRNAが効率的に標的組織の細胞へ輸送される必要がある。しかしながら、臨床利用までに克服すべきさまざまな障壁が存在する。例えば、「裸」のsiRNAはその治療効力を低下させるいくつかの障害の影響を受けやすい。いったんsiRNAが血流に移行すると、裸のRNAは血清中のヌクレアーゼによって分解されたり、自然免疫系を刺激したりする。また、そのサイズと高いアニオン性のため、未修飾のsiRNA分子が細胞膜を通って細胞内へ移行するのは容易ではない。そのため、人工的なsiRNAやナノ粒子に封入したsiRNAを利用する必要がある。しかしながら、細胞膜を越えたsiRNAの輸送にはさらに固有の問題が存在する。siRNAが細胞膜を越えて輸送された場合、その量が最適化されていなければ意図しない毒性が生じたり、オフターゲット効果（部分的な配列相補性を持つ遺伝子に対する意図しないダウンレギュレーションなど）が生じたりする可能性がある。細胞に移行した後も、その効果は細胞分裂ごとに希釈されるため繰り返し投与が必要である。また、dsRNAを運搬するベクターの一部には調節作用がある場合があるため、非特異的な副作用も考慮し、制御される必要がある。
RNA干渉 応用
ヒトの免疫系は、自然免疫系と獲得免疫系の2種類に分類される。自然免疫系は感染に対する第一の防御機構であり、病原体に対して一般的応答を行う。一方、獲得免疫系は自然免疫系よりも後で進化した系であり、病原体の分子の特定の部分に反応するよう訓練された、高度に専門化されたB細胞とT細胞によって構成される。
siRNAは自然免疫系によって制御されており、自然免疫系による応答はさらに急性炎症応答と抗ウイルス応答に分類される。炎症応答では、低分子シグナル伝達分子やIL-1、IL-6、IL-12、TNF-αなどのサイトカインが誘導される。こうした炎症性サイトカインは食作用を刺激し、侵入した病原体を破壊する。抗ウイルス応答では、IFN-αやIFN-βなどのタイプIインターフェロンの放出や抗ウイルス遺伝子のアップレギュレーションが誘導される。どちらの応答も、パターン認識受容体（PRR）の刺激を介して引き起こされる。複数のPRRによってRNA構造のさまざまな側面が認識されるため、免疫刺激を避けることは困難なものとなっている。