Gene expression network mediated by microRNA in human higher brain function

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近年のRNA研究の進展により、ヒトには2,000以上のmicroRNA(miRNA)という小さなノンコーディングRNAが存在し、それぞれが複数の遺伝子の発現を異なる程度で微調整していることがわかってきた。このような極めて複雑な遺伝子発現の制御機序は、特に学習・記憶・思考などの高次脳機能の調節に適したシステムと考えられるが、従来の研究ではmiRNAを介した高次脳機能における遺伝子ネットワークの詳細は明らかにされていない。本研究では、トランスクリプトーム解析と共に、独自性が高く、従来法とは異なる視点からの実験的解析手法と、申請者らが新たに開発したバイオインフォマティクス的解析手法を組み合わせ、高次脳機能におけるmiRNAによって構築される遺伝子ネットワークの詳細を明らかにし、その動作原理の解明をめざしている。本研究では、実験的研究手法と計算科学的研究手法の両方を用いて研究を推進するが、本研究の初年度であった2021年度はコロナ禍であり、実験的研究は予定通りの進捗には至らなかった。しかし、申請者らによるRNA結合タンパク質に関する先行研究から、特定のmiRNA群の活性は、それらに特異的な二次構造に結合するRNA結合タンパク質によって制御される可能性が考えられた。そこで、そのような仮説に基づいてmiRNAの成熟過程を制御する新たなRNA結合タンパク質をマススペクトロメトリー解析により特徴抽出した。一方で、miR-124aはヒト・マウス・ラットで塩基配列が同一で、脳に発現する全miRNAの25~48%を占める脳でもっとも多く存在するmiRNAである。今後はmiR-124aに焦点をあてた研究も実施することを予定している。