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細胞:XUTは酵母のXrn1感受性のアンチセンス調節性非コードRNAに属する

Nature 475, 7354 doi: 10.1038/nature10118

非コード(nc)RNAは、遺伝子調節、クロマチンドメインの形成やゲノム安定性など数多くの生物学的過程で重要な役割を果たす。大きなncRNAはヒストン修飾因子と相互作用し、がんの発生、X染色体の不活化および常染色体の遺伝子インプリンティングに影響を及ぼす。しかし、広範囲の転写は、これまで考えられていたよりも大規模に行われていることを示す証拠が最近得られているにもかかわらず、真核生物で遺伝子調節を仲介することを示す例はごくわずかである。出芽酵母(Saccharomyces cerevisiae)では、真の調節性ncRNAはXrn1 5′–3′RNAエキソヌクレアーゼ(Kem1としても知られる)によって不安定になるが、調節性ncRNAファミリー全体の全ゲノムにおける特徴付けは、いまだ行われていない。今回我々は鎖特異的なRNAシーケンシングを用い、66%がオープンリーディングフレームに対してアンチセンスとなる、新しい種類のXrn1感受性不安定転写物(XUT)1,658個を見いだした。これらの転写物はポリアデニル化されており、RNAポリメラーゼII(RNAPII)依存性である。大部分のXUTはリチウム含有培地で非常に多く蓄積することから、生育環境の変化に対する適応反応に役割を持つと予測される。特に、Xrn1欠失株のRNAPIIクロマチン免疫沈降に続くDNAシーケンシングでは、アンチセンスXUTを有する273個の遺伝子に対するRNAPII占有率の大幅な減少が明らかになった。これらの遺伝子は、H3K4me3マークに異常な偏りがあり、サイレンシングにはSet1ヒストンH3リジン4メチルトランスフェラーゼを必要とする。さらに、H3K4me3を欠失させるとアンチセンスXUTを有する他の遺伝子のサイレンシングを誘発することは、H3K4me3がアンチセンスncRNAの抑制活性に拮抗するというモデルの裏付けとなる。今回の結果は、アンチセンスncRNAを介した調節は、出芽酵母の遺伝子発現における一般的な調節経路であることを立証している。

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