2024年ノーベル医学賞「マイクロRNAと遺伝子制御の新原理」の発見

2024年のノーベル生理学・医学賞は、「マイクロRNAの発見と転写後遺伝子調節におけるその役割」により、ビクター・アンブロス氏とゲイリー・ラブカン氏に共同で授与されることが決定した。  

マイクロRNA (miRNA) は、植物、動物、一部のウイルスにおける遺伝子発現の調節を担う、小さな非コード一本鎖RNA分子のファミリーに属します。miRNA は、分化、代謝恒常性、増殖、アポトーシスなどのさまざまな細胞プロセスにおける役割について、過去 20 年間にわたって広範囲に研究されてきました。 

miRNA は、メッセンジャー RNA (mRNA) の 3' 末端に結合して翻訳抑制因子として作用するか、5' 末端と相互作用して転写調節の役割を果たします。これらはすべて細胞の細胞質内で起こり、細胞が生成するタンパク質の種類と量に直接影響を及ぼします。  

最初の miRNA である Lin-4 は、1993 年に線虫 Caenorhabditis elegans で発見されました。  

miRNA の長さは通常 18～25 ヌクレオチドです。これらは、pri-miRNA と呼ばれる二本鎖 RNA であるより長い前駆体から派生します。生合成のプロセスは核と細胞質で起こり、そこで pri-miRNA は明確なヘアピンのような構造を形成し、マイクロプロセッサによって認識され、切断されます。マイクロプロセッサは、DROSHA と DGCR8 によって形成されるヘテロ二量体複合体で、pri-miRNA を pre-miRNA に切断します。その後、pre-miRNA は細胞質に輸出され、最終的に miRNA を形成するように処理されます。 

miRNA は、胚発生から臓器や器官系の発達に至るまで遺伝子やタンパク質を調節することで生物の発達に重要な役割を果たし、細胞の恒常性維持に不可欠な役割を果たしています。細胞内 miRNA は転写/翻訳の調節に役割を果たし、細胞外 miRNA は細胞間コミュニケーションを仲介する化学伝達物質として機能します。miRNA の調節不全は、がん (miRNA は遺伝子の活性化因子と抑制因子の両方として機能します)、神経変性疾患、心血管疾患など、さまざまな疾患に関係していると言われています。miRNA 発現プロファイリングの変化を理解し解明することで、新しいバイオマーカーの発見と、それに伴う疾患予防のための新しい治療法の発見につながる可能性があります。miRNA は、細菌やウイルスなどの微生物による感染症の発生と発症にも重要な役割を果たしており、免疫系の遺伝子を調節して疾患に効果的に反応します。 

miRNA が果たす重要性と役割は、ゲノム、トランスクリプトミクス、および/またはプロテオームのデータの統合と相まって、細胞相互作用と疾患のメカニズムの理解を深めるさらなる調査と研究を必要とします。これにより、miRNA をアクチミール (変異または削除された miRNA を置き換えるための活性化因子として miRNA を使用する) およびアンタゴミール (前述の mRNA の異常なアップレギュレーションがある場合に miRNA をアンタゴニストとして使用する) として利用することで、ヒトおよび動物の蔓延および新興疾患に対する新しい miRNA ベースの治療法の開発につながる可能性があります。  

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参考文献 

1. NobelPrize.org。プレスリリース – 2024年ノーベル生理学・医学賞。7年2024月XNUMX日掲載。こちらから入手可能。 https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/2024/press-release/ 

2. Clairea T、LamarthéeB、Anglicheau D.マイクロRNA：小分子、大きな効果、臓器移植における現在の意見：2021年26月–第1巻–第10号–p16-XNUMX。 DOI： https://doi.org/10.1097/MOT.0000000000000835  

3. アンブロスV.動物のマイクロRNAの機能。 自然。 2004、431（7006）：350–5。 DOI： https://doi.org/10.1038/nature02871  

4. バルテルDP。 マイクロRNA：ゲノミクス、生合成、メカニズム、および機能。 細胞。 2004、116（2）：281–97。 DOI： https://10.1016/S0092-8674(04)00045-5   

5. JanssonMDとLundAHのマイクロRNAと癌。 分子腫瘍学。 2012、6（6）：590-610。 DOI： https://doi.org/10.1016/j.molonc.2012.09.006    

6. Bhaskaran M、Mohan M. マイクロRNA：歴史、生合成、動物の発達と疾患におけるその進化する役割。Vet Pathol. 2014;51(4):759-774. DOI: https://doi.org/10.1177/0300985813502820  

7. Bernstein E、Kim SY、Carmell MA、et al. Dicer はマウスの発達に必須です。Nat Genet. 2003; 35:215–217. DOI: https://doi.org/10.1038/ng1253 

8. Kloosterman WP、Plasterk RH。動物の発達と疾患におけるマイクロRNAの多様な機能。Dev Cell。2006; 11:441–450。DOI: https://doi.org/10.1016/j.devcel.2006.09.009  

9. Wienholds E、Koudijs MJ、van Eeden FJM 他マイクロRNA生成酵素Dicer1はゼブラフィッシュの発生に不可欠です。ナット・ジュネット。 2003年; 35:217–218。土井： https://doi.org/10.1038/ng125  

10. O'Brien J、Hayder H、Zayed Y、Peng C. マイクロRNAの生合成、作用機序、循環の概要。Front Endocrinol（ローザンヌ）。2018年3月9日;402:XNUMX。DOI: https://doi.org/10.3389/fendo.2018.00402  

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