RNA結合タンパク質
二本鎖RNA結合モチーフ(dsRM、dsRBD)は70–75アミノ酸からなるドメインで、RNAのプロセシング、局在化、RNA干渉、RNA編集、翻訳抑制に重要な役割を果たす。このドメインは、複数のαヘリックスとβ1-β2ループを介して二本鎖RNAの主溝(major groove)とその両隣の副溝(minor groove)と相互作用する。主溝と副溝の1つとの相互作用は、β1-β2ループとα2ヘリックスのN末端領域を介して行われる。この相互作用はRNA二重らせんの形状に特化したもので、2'-ヒドロキシル基とリン酸基酸素との相互作用を伴う。ドメインの構造的枠組みは各タンパク質に共通であるものの、各タンパク質の重要残基は化学的に異なり、ステムループやインターナルループ、バルジやミスマッチを含むヘリックスなど、さまざまなRNA構造に対する特異性が存在している。
RNA結合タンパク質によるRNAの転写制御や転写後制御は、発生中の遺伝子発現パターンを調節する役割を持つ。線形動物のCaenorhabditis elegansで広範囲の研究が行われ、生殖細胞系列(英語版)の発生や初期の胚発生に必須なRNA結合タンパク質が同定された。それらの特異的な機能によって、体細胞組織(神経、皮下組織(英語版)、筋肉や分泌細胞)の発生や、発生に関わるイベントのタイミングの指示が行われる。一方で、発生におけるRNA結合タンパク質の機能がどのようにしてもたらされているか、その機構の解明はことのほか困難である。RNA結合タンパク質の大部分は通常複数のRNA標的を持っており、それらの同定が困難であるためである。しかしながら、RNA結合タンパク質が発生経路の協奏的調節に重要な役割を果たしていることに疑いの余地はない。
生殖系列の発生における機能に加えて、転写後制御は体細胞の発生にも大きな役割を果たす。生殖系列や初期の胚発生に関与するRNA結合タンパク質とは異なり、体細胞の発生で機能するRNA結合タンパク質は、標的mRNAの組織特異的な選択的スプライシングを調節する。例えば、RRMドメインを含むMEC-8とUNC-75は、それぞれ皮下組織と神経系で核スペックルに局在し、スプライシングに関与すると考えられている。さらに、RRMを含む別のRNA結合タンパク質EXC-7は、胚の排泄管細胞(excretory canal cell)と神経系の細胞核に局在している。
ポリアデニル化は、RNA転写産物の3' UTRのAAUAAA配列の約20塩基下流にアデニル酸残基からなる「テール」を付加する反応である。mRNAのポリアデニル化は、核輸送、翻訳効率、安定性に強い影響を与える。ポリアデニル化の過程やポリアデニル化による影響は、RNA結合タンパク質の特異的結合に依存している。わずかな例外を除いて、すべての真核生物のRNAはプロセシングを受けて約200ヌクレオチドからなる3'ポリ(A)テールが付加される。この過程に必要なタンパク質の1つがCPSF(英語版)である。CPSFは3'末尾のAAUAAA配列に結合し、ポリ(A)結合タンパク質と呼ばれる他のタンパク質とともに、ポリ(A)ポリメラーゼ(英語版)をリクルートし、その活性を促進する。ポリ(A)ポリメラーゼはそれ自体では不活性状態であり、適切に機能するためにはこれら他のタンパク質の結合が必要である。
RNA結合タンパク質はRNA標的の配列や構造を認識し、高度の認識特異性を示す。RNA結合タンパク質は特異的な結合によって自身の標的を見分け、RNA転写産物の産生、成熟、安定性の制御を介してさまざまな細胞機能を調節する。この相互作用はRNAの転写中の段階から始まるものもあり、RNAが分解されるまで結合したままのものもある。その一方で、スプライシングやプロセシング、輸送や局在化の調節のために一過的な結合だけを行うものもある。この節では、最も広く研究が行われている3つのRNA結合ドメイン(RNA認識モチーフ、二本鎖RNA結合モチーフ、ジンクフィンガーモチーフ)について議論する。