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細胞:哺乳類メッセンジャーRNAの安定性を制御する構造要素の体系的な発見

Nature 485, 7397 doi: 10.1038/nature11013

RNAの転写後調節プログラムの解読は、細胞の挙動を予測する動的モデル開発という大きな目標に向けた重要な段階である。近年の努力にもかかわらず、RNA調節要素の全体像は、ほとんどが解明されていない。長年にわたって解明の妨げとなってきたのは局所的なRNA二次構造で、これは転写安定性、選択的スプライシング、局在化などをはじめとするさまざまな調節の局面で、相互作用の相手の決定にかかわっている。構造的な調節要素の存在が、選択的スプライシングのパターンを指示したり(例えば、ヒト心臓トロポニンTの場合)、RNAのほかの生物学的機能に影響したりする例が、数多く報告されている。したがって、転写後調節プログラムの特性を完全に解明するには、局所的な二次構造とその基盤となる塩基配列の両方によって提供される情報を把握する必要がある。本論文では文脈自由文法と相互情報量に基づくコンピュータフレームワークについて報告する。これにより、小さい構造要素群が占める広大な空間を体系的に調べて、ゲノム規模でのRNA挙動の測定に大いに参考になるモチーフを明らかにできる。ゲノム規模のヒトmRNA安定性データにこのフレームワークを適用することにより、8種類の非常に重要な要素とその構造情報とが明らかになり、その中でも最も強力なものについては、mRNAの包括的な調節に重要な役割を担うことが明らかになった。生化学研究、質量分析、in vivo結合研究によって、この要素に結合して多数の標的遺伝子転写産物を安定化する重要な調節因子として、ヒトHNRPA2B1(ヘテロ核リボ核タンパク質A2/B1、別名HNRNPA2B1)を同定した。我々は、発見された直鎖状のシス調節構造要素の性質、その調節性相互作用、標的経路に基づいて、転写後調節の包括的マップを作成した。この方法は、RNAの挙動のこれ以外の側面を調節する構造要素の解明にも使えるだろう。

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