機能性rna。 【解決】DNAとRNAの構造や性質の違い

機能性RNA(きのうせいRNA/きのうせいあーるえぬえー)とは

機能性rna

私たちのゲノムDNAにコードされた遺伝情報は、転写によってメッセンジャーRNA (mRNA)へと写し取られたのちに、タンパク質へと翻訳されることで発現します。 しかし近年、私たちの体の中にはmRNAだけではなく、膨大な数の「タンパク質に翻訳されずにはたらくRNA」が存在することが明らかになってきました。 このようなRNAは非コードRNAと呼ばれています。 非コードRNAの中でも特に、microRNAやsiRNA、piRNAなどの20~30塩基の小分子RNAは、自身と相補的な標的RNAの発現を負に制御し、複雑で高次な生命現象を支えていると考えられています。 また、小分子RNAは基礎生物学研究のツールとしてだけではなく、最近では医薬品としても利用されはじめています。 しかしこれらの非コードRNAが、どのようにして生み出され、どのような原理で機能しているのかについては、まだよくわかっていません。 私たちの研究室では、生化学、生物物理学、細胞生物学、遺伝学などを組み合わせることにより、非コードRNAを中心としたRNAワールドの不思議に挑戦しています。 論文一覧• Iruka Eliminates Dysfunctional Argonaute by Selective Ubiquitination of Its Empty State. Mol Cell. 2019 Jan 3;73 1 :119-129. Conformational activation of Argonaute by distinct yet coordinated actions of the Hsp70 and Hsp90 chaperone systems. Mol Cell. 2018 May 17;70 4 :722-729. Silencing messages in a unique way. Nat Plants. 2017 Oct;3 10 :769-770. The poly A tail blocks RDR6 from converting self mRNAs into substrates for gene silencing. Nat Plants. 2017 Mar 20;3:17036. Codon Usage and 3' UTR Length Determine Maternal mRNA Stability in Zebrafish. Mol Cell. 2016 Mar 17;61 6 :874-85. Cell. 2016 Feb 25;164 5 :962-73. Single-molecule analysis of the target cleavage reaction by Drosophila RNAi enzyme complex. Mol Cell. 2015 Jul 2;59 1 :125-32. Defining fundamental steps in the assembly of the Drosophila RNAi enzyme complex. Nature. 2015 May 28;521 7553 :533-6. The initial uridine of primary piRNAs does not create the tenth adenine that is the hallmark of secondary piRNAs. Mol Cell. 2014 Dec 4;56 5 :708-16. microRNAs block assembly of eIF4F translation initiation complex in Drosophila. Mol Cell. 2014 Oct 2;56 1 :67-78.

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RNA

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2008-10-15 核小体の機能~RNA系の重要性 核小体では、リボソームはタンパク質の製造工場であり、この核小体は哺乳類の場合、卵子由来(母親由来)であることが、本ブログ「」で紹介されています。 今回は、この核小体が卵子由来であることを、今年の2月に発表された論文より、哺乳類の受精卵での核小体の機能を紹介します。 この研究により ミトコンドリア・・・卵子由来(1974年) 中心体・・・・・・・精子由来(1976年) 核小体・・・・・・・卵子由来(2008年)と有性生殖での卵子・精子の役割が一つ解明されました。 では、この卵子由来の核小体は、どのような機能を持っているのでしょうか? いつものランキング応援をよろしくお願いします。 上図は、からお借りしました。 以下、「」より、主要点です。 受精の際、卵子は母方の遺伝情報を、精子は父方の遺伝情報を受精卵に持ち込むことはよく知られています。 それ以外に卵子は、ミトコンドリア、様々なタンパク質およびRNAなどを供給し、精子は中心小体を持ち込みます(下図参照)。 卵子と精子が相補的に貢献することによって、すべての細胞になる能力、すなわち全能性を備えた受精卵が構築され、その後の発生が正常に進行します。 1 減数分裂進行に卵母細胞の核小体は不要である 脱核小体操作により核小体のない卵母細胞(脱核小体卵)を作出し、体外で培養することにより減数分裂が進行するかを調べました。 脱核小体卵は、核小体を持つ通常の卵母細胞(対照卵)と同様な時間経過で減数分裂を進行し、完了しました。 つまり、卵母細胞の核小体は減数分裂進行には必要ないことが示されました。 2 受精卵の雌雄両前核形成に核小体は必要である 脱核小体卵を体外で培養し、減数分裂を進行させたのち体外受精を行い、受精卵を作出しました。 その結果、対照卵から作出した受精卵では雌雄両前核に核小体が存在しましたが、脱核小体卵から作出した受精卵では、卵子由来の核(雌性前核)だけでなく、核小体が存在していた精子由来の核(雄性前核)においても核小体は存在しませんでした。 つまり、卵母細胞の核小体は、精子侵入後に形成される受精卵の雌性前核だけでなく、雄性前核の核小体形成にも必要であることを見いだしました。 3 初期胚発生進行に核小体は必要である さらに、核小体のない卵母細胞を体外で受精・発生させることで、卵母細胞の核小体が初期胚発生進行に必要かどうかを調べました。 発生を開始した脱核小体卵は、核小体を持つ対照卵と同様にタンパク質合成能およびDNA複製能を有していましたが、数回の卵割後に初期胚発生を停止しました。 この異常が脱核小体操作による核のダメージによって起こるものでなく、核小体を持たないことに起因することを確認するため、核小体のない脱核小体卵に卵母細胞の核小体を戻し、体外で受精・発生させました。 核小体を戻した卵母細胞は、正常に受精・発生し、この胚から産仔が得られました。 つまり、卵母細胞の核小体は胚発生を正常に進行させるために必要であることが実証できました。 4 体細胞核小体によって卵母細胞核小体を代替することはできない 最後に、卵母細胞の核小体を、形態的に異なる分化した体細胞の核小体によって代替できるかどうかを調べました。 体細胞の核小体を脱核小体卵に顕微操作により注入し、この卵に前核を形成させると、前核に核小体は形成されず、この卵の胚発生は数回の卵割後に初期胚発生を停止しました。 また、分化した体細胞よりも未分化な状態で多能性を持つES細胞の核小体を脱核小体卵に注入したのち前核を形成させても、前核に核小体は形成されませんでした。 つまり、卵母細胞の核小体は、体細胞の核小体によって代替できず、卵母細胞特異的であると考えられます。 また、体細胞クローン作出時の前核中にも卵母細胞特異的な核小体が形成されていたことから、体細胞クローン胚の正常な初期胚発生進行にもこの核小体が必須であることが示されました。 また、中心体もRNPにより構成されています() 有性生殖では、DNA情報を次の時代に伝えるだけでなく、DNAからタンパク質情報を読み取り細胞を作るに欠かせないRNA情報がセットになって中心体・核小体によって伝わっていきます。 上記の研究により、卵子由来の核小体は初期胚発生には必須であり、ここが機能しないとその後の体細胞分裂も不可能です。 これは中心体も同様で重要な役割を担っています。 これは真核生物以前の原核生物でも同様だと思います。 環状のDNAだけでなく、細胞内に中心体・核小体に相当するRNA系の情報が組み込まれていて、分裂時にもDNAと同様に分裂していると思われます。 基本的に初期生命の進化とは、RNA系を中心に行われていたが、安定を確保するために2重らせんのDNAを後で作ったのでは?と思えてきます。 アーカイブ•

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In vitro selection

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私たちのゲノムDNAにコードされた遺伝情報は、転写によってメッセンジャーRNA (mRNA)へと写し取られたのちに、タンパク質へと翻訳されることで発現します。 しかし近年、私たちの体の中にはmRNAだけではなく、膨大な数の「タンパク質に翻訳されずにはたらくRNA」が存在することが明らかになってきました。 このようなRNAは非コードRNAと呼ばれています。 非コードRNAの中でも特に、microRNAやsiRNA、piRNAなどの20~30塩基の小分子RNAは、自身と相補的な標的RNAの発現を負に制御し、複雑で高次な生命現象を支えていると考えられています。 また、小分子RNAは基礎生物学研究のツールとしてだけではなく、最近では医薬品としても利用されはじめています。 しかしこれらの非コードRNAが、どのようにして生み出され、どのような原理で機能しているのかについては、まだよくわかっていません。 私たちの研究室では、生化学、生物物理学、細胞生物学、遺伝学などを組み合わせることにより、非コードRNAを中心としたRNAワールドの不思議に挑戦しています。 論文一覧• Iruka Eliminates Dysfunctional Argonaute by Selective Ubiquitination of Its Empty State. Mol Cell. 2019 Jan 3;73 1 :119-129. Conformational activation of Argonaute by distinct yet coordinated actions of the Hsp70 and Hsp90 chaperone systems. Mol Cell. 2018 May 17;70 4 :722-729. Silencing messages in a unique way. Nat Plants. 2017 Oct;3 10 :769-770. The poly A tail blocks RDR6 from converting self mRNAs into substrates for gene silencing. Nat Plants. 2017 Mar 20;3:17036. Codon Usage and 3' UTR Length Determine Maternal mRNA Stability in Zebrafish. Mol Cell. 2016 Mar 17;61 6 :874-85. Cell. 2016 Feb 25;164 5 :962-73. Single-molecule analysis of the target cleavage reaction by Drosophila RNAi enzyme complex. Mol Cell. 2015 Jul 2;59 1 :125-32. Defining fundamental steps in the assembly of the Drosophila RNAi enzyme complex. Nature. 2015 May 28;521 7553 :533-6. The initial uridine of primary piRNAs does not create the tenth adenine that is the hallmark of secondary piRNAs. Mol Cell. 2014 Dec 4;56 5 :708-16. microRNAs block assembly of eIF4F translation initiation complex in Drosophila. Mol Cell. 2014 Oct 2;56 1 :67-78.

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