gRNA (ガイドRNA)

　ガイドRNA ( gRNA ) は、複合体を形成するRNA または DNA 標的酵素のガイドとして機能するRNAの断片です。非常に多くの場合、これらの酵素は、標的の RNA または DNA を削除、挿入、またはその他の方法で変更します。それらは自然に発生し、重要な機能を果たしますが、 CRISPR-Cas9や CRISPR-Cas12などのターゲット編集に使用するように設計することもできます。

ミトコンドリアに 2 つのゲノムが存在し、そのうちの 1 つに、もう 1 つのゲノムのエラーを修正する配列情報が含まれていることは、目新しいことです。編集は通常、mRNA の 3' から 5' に進みます。最初の編集イベントは、gRNA が編集部位のすぐ下流で相補的な mRNA 配列と RNA 二重鎖を形成するときに発生します。これにより、gRNA-mRNA アンカーに隣接する最初のミスマッチ塩基の切断を指示する多数のリボ核タンパク質複合体が動員されます。ウリジリルトランスフェラーゼ'U' を 3' 末端に挿入し、RNA リガーゼが 2 つの切断端を結合します。次に、隣接する上流の編集サイトが同じ方法で変更されます。単一の gRNA は通常、複数の編集部位 (編集「ブロック」) の情報をエンコードし、その編集によって完全な gRNA/mRNA 二重鎖が生成されます。この修飾の過程をオリジナル酵素カスケードモデルと呼んでいます。

「汎編集された」mRNA の場合、二重鎖がほどけ、別の gRNA が編集された mRNA 配列と二重鎖を形成し、別のラウンドの編集を開始します。重複する gRNA は、編集「ドメイン」を形成します。一部の遺伝子には、複数の編集ドメインがあります。特定の遺伝子の編集の程度は、トリパノソーマ属の種によって異なります。バリエーションは、おそらく特定の gRNA をエンコードする minicircle シーケンス クラスの損失による 3' 側での編集の損失で構成されます。レトロポジションモデルは、進化における編集の部分的、場合によっては完全な損失を説明するために提案されています。編集の損失はほとんどの場合致命的ですが、古い実験室株では損失が見られます. これらの古代原生生物の長い進化の歴史の中で編集が維持されていることは、選択的優位性の存在を示唆していますが、その正確な性質はまだ不明です。

トリパノソーマ科がなぜこのような精巧なメカニズムを利用して mRNA を生成するのかは明らかではありません。それは、トリパノソーマ科の祖先であるボドノイドに存在し、キネトプラスチドと同じ共通の祖先から分岐したユーグレノイドには存在しない可能性があるため、キントプラスチド原生生物系統の祖先の初期ミトコンドリアに由来する可能性があります。

＜出典：Wikipedia＞

　■　RNA突然変異誘発

　1 つの重要な遺伝子調節方法は、gRNA の助けを借りて RNA 編集によって導入できる RNA 突然変異誘発です。ガイド RNA は、特定の標的部位でアデノシンをイノシンに置き換え、遺伝暗号を変更します。アデノシンデアミナーゼは RNA に作用し、コドンとさまざまなタンパク質機能を変更することによって転写後修飾をもたらします。ガイド RNA は小さな核小体 RNA であり、リボタンパク質とともに、rRNA のリボメチル化やプレリボソーム RNA へのシュードウリジンの導入などの細胞内 RNA 変化を行います。ガイド RNA はアンチセンス RNA 配列に結合し、RNA 修飾を制御します。低分子干渉 RNA (siRNA) とマイクロ RNA (miRNA) は一般的に標的 RNA 配列として使用され、サイズが小さいため修飾が比較的容易に導入できることが観察されています。

　⇒　RNA（Ribonucleic acid）の種類