16.10: 実験的なRNAi

RNA干渉(RNAi)は、遺伝子の転写を抑制したり、RNA分解プロセスを活性化したりすることで、遺伝子発現を阻害する細胞メカニズムです。このメカニズムは、1998年にアンドリュー・ファイアとクレイグ・メロによって植物で発見されました。今日では、原生動物、ハエ、線虫、昆虫、寄生虫、哺乳類など、ほとんどすべての真核生物で観察されています。この遺伝子サイレンシングの精密な細胞メカニズムは、生物を遺伝子組み換えすることなく、いくつかの遺伝子の機能を特定および決定する効率的な方法を提供する技術に発展しました。

RNAiの応用

RNAiは遺伝子機能の解析に役立ちます。例えば、RNAi技術は、C.elegansのI染色体とIII染色体のスクリーニングに役立ち、細胞分裂や胚発生に関与する遺伝子の同定につながりました。この技術は、ショウジョウバエにも適用され、胚発生、生化学的シグナル伝達カスケード、およびその他の基本的な細胞プロセスに不可欠な役割を果たす遺伝子を特定することに成功しています。コーヒー植物では、テオブロミン合成酵素の産生に関与する遺伝子をRNAコンストラクトを使用してノックアウトし、カフェイン抜きのコーヒー植物を産生しました。研究によると、低分子干渉RNA(siRNA)は、培養ヒト細胞株におけるヒト免疫不全ウイルス、B型肝炎ウイルス、およびポリオウイルスによって引き起こされる感染を阻害できることが示されています。研究者たちはまた、乳児や新生児に重篤な呼吸器疾患を引き起こす原因となる呼吸器合胞体ウイルスによって発現される遺伝子をノックダウンすることに成功しました。

従来の遺伝子ノックアウトに対するRNAiの利点

RNAi技術が発見される前は、ゲノムから目的の遺伝子をノックアウトし、表現型の変化を観察することで遺伝子機能を解析していました。遺伝子ノックアウトが不可逆的な方法であるのに対し、RNAiはゲノム内のタンパク質コード遺伝子の大規模なサイレンシングを可能にする可逆的な方法です。また、一塩基の変異でも遺伝子を微分的にサイレンシングできる精密な技術です。したがって、一部のがん遺伝子のような優性変異体を標的とするのに役立ちます。さらに、RNAi技術は、エフェクター分子が古い方法で使用されていたオリゴヌクレオチドやリボザイムと比較して低濃度で機能するため、非常に強力です。