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非翻訳RNAによる高次細胞機能発現機構の解明

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代表機関：東京大学大学院理学系研究科
代表研究者：濡木　理

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「非翻訳RNA」という種類の分子が最近注目されています。これは、翻訳されないRNA（リボ核酸）のことです。細胞内では、遺伝子の情報がRNAに転写され、それがタンパク質に翻訳されるという「遺伝子発現」が起こっていますが、RNAの中には、翻訳されずに非翻訳RNAとして機能を発揮するものが、かなり存在することが判明しました。

古くからよく知られている非翻訳RNAは、「rRNA（リボソームRNA）」と「tRNA（転移RNA）」で、これらがタンパク質の合成に関与していることは有名です。ところが、この二つ以外の非翻訳RNAは、近年発見されたものがほとんどで、その機能については、まだ解明の途上にあります。ただし、遺伝子発現を調節することにより、細胞の高次機能（発生や分化、増殖など）を微調整している例が数多く明らかになってきました。また、タンパク質と複合体をつくって機能を発揮するということもわかってきました。私たちは、非翻訳RNAとタンパク質の複合体の構造解析を行い、その機能の全貌を解明していく計画です。

解析対象には、私たちの研究グループにより機能解明がある程度進んでいるRNAとタンパク質のセットを選びます。例えば、非翻訳RNAによる遺伝子発現の抑制作用（「RNAサイレンシング（RNA干渉）」）に関与するタンパク質とその複合体です。この作用は、「siRNA（低分子干渉RNA）」や「miRNA（マイクロRNA）」といった非翻訳RNAが、Argonauteやその他のタンパク質と相互作用することで起こります。miRNAはアポトーシス（細胞死）や細胞のがん化などにも関与しますが、その作用にもArgonauteやその他のタンパク質が関わっており、それらも解析します。

また、非翻訳RNAの働きに影響を及ぼす修飾作用に関与するタンパク質とその複合体も解析します。具体的には、「piRNA（精巣に存在する非翻訳RNA）」のメチル化酵素や、rRNAを修飾する「snoRNP（核小体に存在する非翻訳RNAのタンパク質複合体）」などです。

さらに、まだ発見されていない未知の非翻訳RNAとその作用についても発見していく計画です。まずは、タンパク質Argonauteに結合するRNAを網羅的に探索し、機能と構造の解析を進めます。そして、これらの研究を通して、生命現象のしくみの解明のみならず、創薬や医療にも貢献したいと願っています。