MiRNA

miRNA（マイクロRNA）の概要

miRNA（マイクロRNA）は、遺伝子の発現を調節する重要な機能を有する、20から25塩基長の短い非コードRNAです。これらはゲノムにコードされており、多段階の生成過程を経て成熟します。miRNAは生命現象において不可欠な役割を果たし、その作用により様々な生物の遺伝子表現を制御します。

miRNAの発見と進化

1993年、線虫のC.elegansを用いた研究により、最初のmiRNAであるlin-4が発見され、当初はstRNA（小分子RNA）と呼ばれていました。その後、2001年に発行されたScience誌の論文でmiRNAという名称が定義され、以降急速に研究が進展しました。これまでに、223種の生物について35,828種類のmiRNAが確認されています。

miRNAの命名法

新しく発見されたmiRNAは、特有の命名法に基づいて名付けられます。

miRNAの生合成メカニズム

miRNAは、まずmiRNA遺伝子からRNAポリメラーゼIIにより転写され、1本鎖のRNAとして生成されます。このRNAが内在的に結合し、ヘアピンループ状の構造を形成した時、これをpri-miRNA（初期転写産物）と呼びます。生成されたpri-miRNAは数百から数千の塩基を持ち、特定の構造を示します。

pri-miRNAからpre-miRNAへの過程

次に、核内に存在するDroshaという酵素によってpri-miRNAが切断され、約70塩基長のpre-miRNAが形成されます。pre-miRNAはExportin-5によって細胞核外に輸送されます。

最終的なmiRNAの生成

細胞質へ移ったpre-miRNAは、Dicerという酵素によって分割され、最終的に20から25塩基の長さの成熟miRNAへと変化します。この成熟miRNAは、特定のmRNAに結合することで、その遺伝子の翻訳を抑制します。特に、miRNAの5'末端側の特定の配列、いわゆるseed配列がmRNAにおいて強固な相互作用を示します。

miRNAの機能と遺伝子発現の制御

miRNAは複数のmRNAに部分相補的に結合し、それによって多様な遺伝子発現を制御します。この複雑な相互作用は、生物の恒常性を維持し、細胞の発生、分化、増殖、死を調節する重要な仕組みです。これにより、miRNAは必然的にさまざまな生理学的過程に寄与しています。

miRNAの解析技術

miRNAの機能解析には、miRNA mimic（だましRNA）やmiRNA inhibitor（抑制RNA）などの技術が使われます。miRNA mimicは、miRNAの機能を模倣し、その活性を強化することで機能を調べます。一方、miRNA inhibitorは、特定のmiRNAに結合し、その活性を低下させることで機能を解析します。特に、アンチセンス法に基づいたAMO（抗miRNAオリゴヌクレオチド）が広く用いられています。

miRNAと様々な疾患

miRNAは、がん、心血管疾患、神経変性疾患、精神疾患、慢性炎症性疾患などの進行に深く関与しています。がんにおいては、miRNAは細胞のがん化を促進する因子としても知られており、特に、発現が亢進するonco-miRNAが注目されています。また、miRNAをターゲットにした治療法やバイオマーカーとしての研究が進む中で、疾患との関連性が次第に明らかになっています。

このように、miRNAは細胞内の複雑なネットワークの中で重要な役割を果たしており、その機能やメカニズムの解明は、今後の医療やバイオテクノロジーの進展に大きく寄与することが期待されます。

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