細胞のエラーマネジメントによる遺伝子発現調節：選択的スプライシングとナンセンス介在分解の役割

Tokyoシカゴ大学の研究によれば、選択的スプライシングは異なるタンパク質を作り出すだけでなく、遺伝子の活動を調節する役割も果たしています。特に、ナンセンス媒介分解（NMD)と呼ばれるプロセスを通じて、細胞のエラーを修正することでこの制御を行います。ヤン・リー博士の率いる研究チームは、このプロセスをより深く理解するために、大規模な遺伝データを分析しました。

調査の結果、次のことが確認されました。

• 細胞は、以前考えられていたよりも3倍多くの非生産的なRNA転写産物を生成します。
• すべてのRNA転写産物の約15%は、すぐにNMDによって分解されます。
• この割合は、低発現レベルの遺伝子では50%に急上昇します。

細胞は大量のRNAを生成し、その多くをすぐに分解します。このプロセスは、誤ったRNAや不要なRNAをすばやく取り除くことができるため、有用です。つまり、RNAの生成過程でエラーが発生しても、それが害を及ぼすことはなく、細胞は転写における高いエラー率を処理できることを示しています。

リーのチームはさらなる調査を行い、非効率的なスプライシングを引き起こす遺伝的変異があると、しばしば遺伝子発現の低下につながることを発見しました。このことは、選択的スプライシングとNMDが協力して遺伝子発現を調整していることを示しています。非生産的な転写産物は、どの遺伝子が活性化され、どの程度発現されるかを制御する上で重要です。

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研究によれば、生産性の低いスプライシングは深刻な病気と関連していることがわかりました。これらの病気に関連する遺伝的変化は、しばしば生産性の低いスプライシングを増加させ、遺伝子活動を低下させます。この発見は、新しい治療法の開発に役立つ可能性があります。例えば、生産性の低いスプライシングを減らして遺伝子活動を増加させる薬や、がんなどの有害な遺伝子を抑制するためにNMDを増やす薬を開発することが考えられます。

現在、脊髄性筋萎縮症の治療薬はこの方法を利用しています。それは、通常体が生成を止めてしまうタンパク質を再び作り出すのを助けます。将来的には、このアプローチを用いてスプライシングとNMDのバランスを調整し、他の疾患を治療することが考えられています。

この研究により、私たちの選択的スプライシングに対する理解が変わりました。以前は、異なるタンパク質のバージョンを作り出し、生物学的な複雑性を高める方法と見なされていました。しかし、現在ではその主な機能が遺伝子発現のレベルを制御することである可能性が示唆されています。この新たな知見は、遺伝子発現をより正確に標的とする治療法の開発に役立つかもしれません。