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miRNA(microRNA)とは


microRNA(miRNA)とは

microRNA(miRNA)は21-25塩基(nt)長の1本鎖RNA分子であり真核生物において遺伝子の転写後発現調節に関与します。ヒトゲノムには1000以上のmiRNAがコードされていると考えられています。miRNAはその標的mRNAに対して不完全な相同性をもって結合し、一般に標的遺伝子の3'UTRを認識して、標的mRNAを不安定化するとともに翻訳抑制を行うことでタンパク質産生を抑制します。miRNAが介する転写抑制は、発生、細胞増殖および細胞分化、アポトーシスまたは代謝といった広範な生物学的プロセスに重要な役割を担うことが知られています[1]。

microRNA(miRNA)経路

microRNA(miRNA)は2つの連続したプロセスを経て生合成されます。Primary miRNA転写物(pri-miRNA)はステム-ループのヘアピン構造を1つまたは複数もち、その多くはPol IIを介した転写により産生します。典型的なmiRNAの成熟経路における最初のステップでは、pri-miRNAはマイクロプロセッサ複合体により切断されます。RNase III系酵素であるDroshaにより、ヘアピン形態をとり、かつ70塩基程度の中間前駆体であるprecursor miRNA (pre-miRNA)が産生します。その後、pre-miRNAはExportin5を介して核より細胞質へと移送されます。細胞質では別のRNaseIII酵素であるDicerによりmiRNA生合成の2段階目のプロセシングが触媒され、2本鎖mature miRNAが産生します。2本鎖mature miRNAは、多くの場合それぞれprecursor miRNAのうちヘアピンを挟んだ2つのステム部分に由来します。pre-miRNAより2つのmature miRNAが発現する場合において、その発現量が顕著に高いものを"miR-xx"、顕著に低いものを"miR-xx*と表記します。ただし、どちらがdominant か不明な場合は、precursor の5' 末端側から発現するものに"-5p"、3' 末端側から発現するものに"-3p" を付加し、”hsa-miR-21-5p”,”hsa-miR-21-3p”のように表記します。最近のmiRBase のアップデートでは,数字および数字+"*" で表記されていた配列が"-5p" と"-3p" に名称変更するケースが非常に多くなっています。2本鎖miRNAはArgonateを含むRNA誘導サイレンシング複合体(RISC)に認識され取込まれます。Ago::miRNA複合体はその後RISCローディング複合体より解離してRISC複合体コアとなり、特定標的mRNAの転写後遺伝子発現抑制調節に関与します。

miRNA(microRNA)とは

近年同定された短鎖RNAのひとつであるmiRNAは、生物工学に新たな見識を与えています。miRNAは比較的近年に発見され認識されたものであるにもかかわらず、遺伝子の転写後調節を行う最も重要な調節因子であると考えられています。また、種々の研究報告より、miRNAはタンパク質をコードする遺伝子のうち30%以上のものに対してその発現調節を行うことが予想されています[3]。miRNAの生合成、遺伝子発現制御のメカニズムおよび機能に関する知見を蓄積することは、複雑な遺伝子調節ネットワークを理解する上で新たな次元を加えることにつながるでしょう。miRNAは特定のがん型、かつ特定のステージにおいて特異的な発現様式を示し、また多数の疾患やウイルス感染において重要な役割を担うことが報告されています。これらの結果はmiRNAが疾患診断の新規バイオマーカーや予後マーカーとして機能する可能性や、miRNAを用いた遺伝子治療の可能性を示唆するものといえます。

1. Sci china Ser C-Life Sci, 2009, 52(4):323-330
2. Annu. Rev. Cel. Dev. Biol. 2007. 23:175-205
3. Virchows Arch. 2008. 452:1-10
4. J. Cell. Mol. Med. 2008. 12(1): 3-21

 

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