タンパク質を検知して作動する、ナノメートルサイズのRNAナノマシンを構築

柴田知範特任助教、齊藤博英教授らの研究グループは、タンパク質と相互作用できるRNAからなる機能性ナノ構造体、「RNAナノマシン」を構築し、生きた細胞内でRNAナノマシンが機能して細胞の運命決定を操作できることを確認した。

DNAやRNAを扱った核酸ナノテクノロジーは細胞の機能を変えうる技術であり、これからの医療において大いに期待される分野。これまで、DNAを基本にしたDNAナノマシンは開発されており、細胞の検出や化学反応の制御などに使われている。

RNAナノマシンは、RNAの持つ特徴的な高次構造によって多様なナノ構造体が構築できることが期待され注目を集めている。これまで幾つかの核酸ナノマシンが構築されてきたが、哺乳類の細胞内で機能するナノマシンの開発は達成されていなかった。

そこで研究グループは、RNAとタンパク質の相互作用によって生じるRNAの構造変化やタンパク質の集積を制御できるRNAナノマシンを構築。構築したRNAナノマシンを用いて細胞内タンパク質を検知、集積して細胞死のシグナルを精密に操作することに成功した。

具体的には、キンクターン(K-turn)という構造を持ったRNAにK-turn結合タンパク質であるL7Aeを導入すると、約60度の角度を持った安定した構造のRNAが形成される。この特性を用いてRNAの構造変化を際立たせるため、2つのK-turn構造と3つのRNA二重鎖を繋げて、L7Aeの導入でトライアングル状の構造を持つRNAを構築した。これらの結果によって、RNA―タンパク質相互作用によってRNA構造が動的に変化し、RNA上にタンパク質を集積できることを明らかにした。

また、構築したRNAナノマシンを使ってタンパク質を精密に集積し、細胞死を操作する方法を確立。これらの結果により、構築したRNAナノマシンが細胞内でタンパク質との相互作用によって細胞死を操作できる機能を持つことが分かったという。さらに、RNAナノマシンを使って細胞内のタンパク(Lin28)を検知に応答し、細胞死のシグナルを精密に操作できた。

研究グループによると、この研究から、RNAやRNA-タンパク質複合体を材料とし、細胞内で機能する様々な「分子ロボット」の構築が期待できるという。研究成果は、英国科学誌「Nature Communications」電子版で公開された。

細胞内でタンパク質を検出して運命制御できる「RNAナノマシン」の構築

カテゴリー: バイオ , ヘルスケア   

大島 純一郎

大島 純一郎Author

証券系システムエンジニアやIT系資格対策問題集の編集、IT系Webメディアの編集記者などの経歴を生かして、企業向けIT関連の記事制作に携わる。専門は、IT、金融、医療分野。医療情報システムの企画/構築、運用に関する知識を有する専門者としての資格、医療情報技師、情報セキュリティアドミニストレータの保有者。

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