ゲノムを変異から守る小さなＲＮＡが作られる仕組みを解明

発表者

科学技術振興機構（JST）
東京大学大学院理学系研究科

概要

ＪＳＴ課題達成型基礎研究の一環として、東京大学大学院理学系研究科生物化学専攻の濡木理教授、塩見美喜子　教授、西増弘志　特任助教、石津大嗣　助教らの研究グループは、ゲノム（全遺伝子）を守る小さなＲＮＡ（リボ核酸）が作られる分子機構の一端を明らかにしました。

動物のゲノムには、トランスポゾンと呼ばれる動く遺伝子が存在し、トランスポゾンが転移すると多くの場合ゲノムが損傷し、その結果さまざまな病気を引き起こすことが知られています。そのため、生物にはトランスポゾンの発現や転移活性を抑える仕組みが備わっており、その中でも遺伝情報を次世代へと正確に受け継ぐ必要のある生殖細胞では、小さなＲＮＡ（ｐｉＲＮＡ）がトランスポゾンによる損傷からゲノムを守る役割を担っています。このＲＮＡは長い１本鎖ＲＮＡから作られることが分かっていましたが、どのように作られるかは不明でした。

本研究グループは、ショウジョウバエやマウスのｐｉＲＮＡの産生に関わることが知られているたんぱく質のうち、「ズッキーニ（Ｚｕｃ）たんぱく質注３）」に着目しました。まず、Ｚｕｃたんぱく質は１本鎖ＲＮＡを切断するのに適した分子構造を持つことを明らかにしました。次に、生化学的な解析によって、Ｚｕｃたんぱく質は１本鎖ＲＮＡを切断する酵素活性を持っていることを明らかにし、Ｘ線結晶構造解析の結果を裏付けました。さらに細胞生物学的な解析によって、Ｚｕｃたんぱく質のＲＮＡを切断する働きが、ｐｉＲＮＡの産生、トランスポゾンの発現抑制に必須であることを明らかにしました。

ｐｉＲＮＡの産生に必須な１本鎖ＲＮＡ切断酵素の正体は長い間不明でしたが、本研究によってＺｕｃたんぱく質がその役割を担うことが示唆されました。ショウジョウバエやマウスではＺｕｃ遺伝子の変異は不妊につながることが分かっており、ヒトを含む動物もＺｕｃたんぱく質を持っています。今後、本研究成果が、ヒトや動物の不妊の発症機構の解明などに応用されることが期待されます。

本研究成果は、慶應義塾大学医学部　塩見春彦　教授、東北大学大学院薬学研究科　青木淳賢　教授との共同研究で得られ、２０１２年１０月１４日に英国科学誌「Ｎａｔｕｒｅ」のオンライン速報版で公開されます。

詳細について科学技術振興機構のホームページをご覧ください。