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細胞:線虫の成熟マイクロRNAの活性は活発な代謝回転により調節されている

Nature 461, 7263 doi: 10.1038/nature08349

マイクロRNA(miRNA)は調節性RNAの大きなグループで、標的であるメッセンジャーRNAの抑制により、さまざまな生物過程を制御している。そのため、miRNAの生合成は厳しく調節され、転写レベル、転写後レベルの両方で制御されており、miRNAの過剰発現や過少発現はさまざまなヒト疾患、特にがんにつながる。RNA濃度は一般に生合成と代謝回転の関数なので、miRNAの活発な分解もmiRNAの蓄積を調節している可能性がある。植物では、3′ → 5′エキソヌクレアーゼSDN1がmiRNAの代謝回転にかかわっているとされている。今回我々は、線虫(Caenorhabditis elegans)では、成熟miRNAの5′ → 3′エキソリボヌクレアーゼXRN-2による分解が、in vivoで機能をもったmiRNAの恒常性を調節していることを明らかにする。幼虫の溶解物中でXRN-2に依存したmiRNA代謝を再現した。ここでは、ダイサーによる前駆体miRNA(pre-miRNA)のプロセシング、miRNA二本鎖の解離、miRNA誘導サイレンシング複合体(miRISC)中のArgonauteタンパク質への成熟miRNAの結合という過程が、成熟miRNAの分解に先立って共役して起こる。Argonaute-miRNA複合体は塩に高い耐性をもつが、幼虫溶解物はmiRNAの放出を効率よく促して、XRN-2がmiRNAを分解できるようにする。miRNAの放出と分解はどちらも、miRNAの標的RNAを加えると阻害される。これらの結果から、動物のmiRNA活性の調節にもう1つの段階があることが明らかになった。これは、動物の発生過程の進行に伴うmiRNAの発現プロファイルの急速な変化やmiRNAの定常状態濃度の維持に、重要な役割を果たしている可能性がある。この経路は、miRNA発現への治療介入の際の標的になると考えられる。

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