選択的スプライシング

選択的スプライシング（Alternative Splicing）

選択的スプライシングとは、遺伝子の転写過程において、特定のエクソンを飛ばしたり、異なる組み合わせで連結したりすることで、一つの遺伝子から複数のmRNA（伝令RNA）が生成される現象です。択一的スプライシングとも呼ばれます。

選択的スプライシングの基本

遺伝子のDNA配列には、アミノ酸配列の情報を持つエクソンと、情報を持たないイントロンが交互に存在します。通常の転写では、DNAからmRNA前駆体へと全てが転写され、その後、スプライシングという過程でイントロンが除去され、エクソンが連結されて成熟mRNAが完成します。

選択的スプライシングでは、このスプライシングの際に、エクソンの組み合わせを変化させることで、異なるmRNAが生成されます。これにより、一つの遺伝子から複数のタンパク質（スプライスバリアント）が作られることになります。

真核生物において、選択的スプライシングはタンパク質の多様性を飛躍的に向上させる重要なメカニズムであり、ヒトの遺伝子では約95%が選択的スプライシングを受けると考えられています。

選択的スプライシングの形式

選択的スプライシングには、主に以下の5つの形式があります。

1. エクソンスキッピング（Exon Skipping）：特定のエクソンがmRNAに組み込まれたり、除去されたりします。
2. 相互排他的エクソン（Mutually Exclusive Exons）：複数のエクソンのうち、いずれか一つだけがmRNAに保持されます。
3. 選択的5'供与部位（Alternative 5' Donor Sites）：5'スプライス部位（ドナー部位）の選択により、エクソンの境界が変化します。
4. 選択的3'受容部位（Alternative 3' Acceptor Sites）：3'スプライス部位（アクセプター部位）の選択により、エクソンの境界が変化します。
5. イントロン保持（Intron Retention）：イントロンが除去されずにmRNAに保持されます。

これらの形式に加え、複数のプロモーターやポリアデニル化部位の利用も、mRNAの多様性を生み出す要因となります。

選択的スプライシングの機構

選択的スプライシングは、mRNA前駆体自身に存在するシスエレメント（スプライシングエンハンサー、サイレンサー）と、それらに結合するトランス作用因子（スプライシング活性化因子、抑制因子）によって制御されます。

スプライソソームと呼ばれるRNA-タンパク質複合体がスプライシングを担い、U1、U2、U4、U5、U6といったsnRNP（低分子核内リボ核タンパク質）が関与します。

選択的スプライシングの発見

選択的スプライシングは、1977年にアデノウイルスの研究で最初に観察されました。その後、1981年には、カルシトニン遺伝子や免疫グロブリン遺伝子など、正常な内在性遺伝子でも選択的スプライシングが起こることが確認されました。

選択的スプライシングの適応的意義

選択的スプライシングは、限られた遺伝子数で多様なタンパク質を作り出すことを可能にし、真核生物の複雑性を支える重要なメカニズムです。また、進化的な柔軟性をもたらし、新たなアイソフォームの創出を可能にします。

選択的スプライシングと疾患

異常なスプライシングバリアントは、遺伝子疾患やがんなどの疾患に関与しています。がん細胞では、スプライシング因子の変異や発現量の変化がみられ、異常なスプライシングパターンががんの成長に寄与する可能性があります。

選択的スプライシングの解析

ゲノムワイドな選択的スプライシングの解析には、EST配列の比較、DNAマイクロアレイ、RNA結合アッセイ、ディープシーケンシングなどの手法が用いられます。これらの手法により、スプライシングエレメント周辺の多型や変異のスクリーニング、スプライシング因子の標的配列の特定などが可能になります。

選択的スプライシングのデータベース

選択的スプライシングに関する情報は、様々なデータベースで公開されており、研究に役立てられています。

選択的スプライシングは、生命現象の理解に不可欠な現象であり、疾患との関連も深く、今後の研究が期待される分野です.

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