新規設計法による有効なsmall RNAの開発

使用新的设计方法开发有效的小RNA

基本信息

批准号：
11J04144
负责人：
依田真由子
金额：
$ 0.9万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011 至 2012
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11J04144/
关键词：
RISC RNAサイレンシング miR-451 miRNA small RNA siRNA

RISC RNAサイレンシング miR-451 miRNA small RNA siRNA

项目摘要

microRNAは、自身と相補的な配列を持つ標的遺伝子の翻訳を負に制御することで、生体内の様々な生命現象を緻密に制御する。近年、癌や生活習慣病、感染症などヒトのさまざまな疾患とmiRNAとの関連性が指摘されており、医療応用の面でも関心が高まっている。miRNAは単独で機能するわけではなく、複数のタンパク質とRNA-induced silencing complex (RISC)と呼ばれる複合体を形成してはじめて機能することができる。これまでの研究で、私はヒトにおけるRISC形成過程の詳細を明らかにしてきた。その結果をもとに、small RNAの動作原理に基づいた高い効果が期待できる、論理的なsmall RNA二本鎖のデザイン法を確立することを目標とし、研究を行ってきた。通常small RNA二本鎖は、熱力学的に不安定な5'末端をもつ鎖がガイド鎖となりRISCを形成し、もう片方の鎖はパッセンジャーと呼ばれRISCの形成過程中に分解される。しかし、このガイド鎖とパッセンジャー鎖の規定は厳密ではなく、時にはパッセンジャー鎖もRISCを形成し、ターゲット遺伝子ではない他の遺伝子に作用することが知られている(off-target効果)。Off-target効果はsmall RNAを用いた医薬品開発において大きな障壁となっている。そうした中で2010年に報告された新たなmiRNA(miR-451)の生合成・RISC形成経路は、典型的なmiRNAの生合成過程とは異なり、最終的にガイド鎖のみがRISCを形成する。そこで私はこのmiR-451の経路を利用すれば、"off-target効果"を回避し、従来のsiRNAよりも特異的に目的遺伝子だけに作用することの出来るsmall RNAのデザイン法を確立することが出来ると考え、この経路の全貌を明らかにすることを目的として研究を行った。

microRNA通过与自身互补的序列进行负调节靶基因的翻译，并精确控制体内各种生命现象。近年来，指出了miRNA与各种人类疾病之间的关系，包括癌症，与生活方式相关的疾病和传染病之间的关系，并且在医疗应用方面的兴趣也在增长。 miRNA不单独起作用，而只能在多种蛋白质形成称为RNA诱导的沉默复合物（RISC）的复合物时起作用。先前的研究揭示了人类RISC形成过程的细节。基于这些结果，我们进行了研究，目的是建立一种逻辑小RNA双链设计方法，该方法可以根据小RNA的工作原理具有很高的效果。通常，小的RNA双链由具有热力学不稳定的5'端的链条指导并形成RISC，而另一链则称为乘客，并在RISC形成期间被降解。但是，该指南和乘客链并不严格，众所周知，有时乘客链也会形成RISC并对其他不是靶基因的基因作用（靶向效应）。脱靶效应是使用小RNA的药物开发的主要障碍。在这种情况下，2010年报道的新miRNA（miR-451）的生物合成和RISC形成途径与典型的miRNA生物合成过程不同，最终只有指导链形成RISC。因此，我认为，通过使用这种miR-451途径，可以建立一种设计小型RNA的方法，该方法可以避免“脱靶效应”，并且可以比传统的siRNA更专门针对感兴趣的基因，并进行研究，以阐明该途径的全部范围。