見えてきたRNAiの作用機構 複合体「RISC」が標的RNAを正確に切って放出するしくみを1分子レベルで解明
光で照らして見えてきた標的1本1本を切断する様子
小さなRNAとタンパク質の複合体RISCが標的RNAを切断する様子を特殊な顕微鏡を用いて1分子レベルでリアルタイムに観察することに成功したという本成果の概要を図案化したものです。
© 2015 Hachiro Hongo and Hisashi Tadakuma.
東京大学大学院新領域創成科学研究科の上田卓也教授、同分子細胞生物学研究所の泊幸秀教授、京都大学の多田隈尚史特定研究員らの研究チームは、特定のタンパク質の合成を抑えるRNAi（RNA干渉）と呼ばれる現象において、標的のRNAが切断される様子を一分子レベルでリアルタイムに観察することに成功し、その分子機構を明らかにしました。
小さなRNAが特定のタンパク質の合成を抑えるRNAiという現象は、医療への応用が期待されています。RNAiは、小さなRNAとアルゴノートと呼ばれるタンパク質からなる複合体RISCが、標的となるRNAを切断します。しかし、従来は、RNAiが作用している様子を直接観察することができず、複合体RISCがどのように標的となるRNA分子を切断しているか、その詳細な分子機構は不明でした。
今回研究チームは、1分子イメージング技術を用いて試験管内で複合体RISCが標的となるRNA1本1本を切断する様子を特殊な顕微鏡を用いてリアルタイムに観察することに成功し、RISCが標的RNAを正確に切断し、さらに切断した標的RNAを放出するしくみを明らかにしました。具体的には、複合体RISC内の小さなRNAは2つの部分に分かれており、一方は切断する標的RNAとすばやく結合する役割があり、もう一方は正しい標的RNAであるかをさらに確認する校正機能があるということの直接的証拠を示しました。
これは、RISCが作用するしくみを解き明かす画期的な研究成果で、本論文掲載号では、今回の研究成果を図案化した表紙デザインが採用されました）。この成果によって、例えば病気の原因となるタンパク質の産生を抑えることで遺伝子治療を行うなど、RNAiを応用した次世代医薬品の開発を加速することが期待されます。
なお、本研究は東京大学の姚春艶研究員（現・中国第三軍医大学准教授）、佐々木浩助教らと共同で行われたものです。
論文情報
, "Single-molecule analysis of the target cleavage reaction by Drosophila RNAi enzyme complex", Molecular Cell Online Edition: 2015/7/3 (Japan time), doi:10.1016/j.molcel.2015.05.015.
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