解説：「RNAとは何か？
私たちの遺伝物質は、DNA（デオキシリボ核酸）にコード化されています。 DNAは有名ですね。 しかし、RNA（リボ核酸）という言葉も聞いたことがあるのではないでしょうか。 では、RNAとは何なのか、そして何に役立つのか。
実に多くのことがあります。 実際、初期の生命はRNAを遺伝物質として使い、また折りたたまれたRNAを化学的な道具として使って生きていた可能性がある。 これはRNAワールド仮説と呼ばれています。
RNAは多くの点でDNAと似ています。 それはリン酸基によって結合された糖の長い鎖である。
これはDNAに似ているが、らせんは少し歪んでおり、多くの場合、RNAは長い一本鎖のループに挟まれた短いらせんによって安定した複雑な構造に折り畳まれている。
不安定であることは悪いことだと思うかもしれませんが、利点もあるのです。 急速に変化する必要のある生物は、RNAを遺伝物質として使う傾向があります。 インフルエンザやHIVなどのウイルスは、より安定したDNAではなくRNAを選択することで、宿主の免疫システムより一歩先に変化し続けることができるのです。
RNAウイルスの突然変異率の高さには、RNAの不安定性や、RNAを複製する酵素における証明読み取り活性の低さなど、多くの要因があります。
Messenger service
多くの遺伝子は、瞬間的に起動させる必要があります。 サッカーファンが試合のキーポイントで大声を出すことを思い浮かべてください。
私たちはDNA遺伝子のRNAコピーを作成します。 このメッセージ（mRNA）は、DNAの塩基配列を反映し、核（DNAが格納されている場所）から細胞質へと移動して、タンパク質に翻訳されます。 タンパク質は細胞内で仕事をし、不安定なmRNAは単に崩壊するか分解される。
つまり、RNAは遺伝子がタンパク質に翻訳される過程でメッセンジャーとして働くことができるのだ。
しかし、この不思議な翻訳がどのように行われるのでしょうか。 タンパク質のような化学的な道具に頼っているのでしょうか？
確かにそうなのですが、タンパク質が重要な役割を担っているわけではないようなのです。 mRNAのコードからタンパク質鎖を生成する化学反応の引き金となる本当に重要なプレーヤーは、他のタンパク質ではなく、特別に折り畳まれたRNA分子、すなわちRNA酵素やリボザイムであるということは、驚くべき事実です。
メッセンジャーRNAからタンパク質を読み出す仕組みは、複雑なRNA酵素に含まれており、機能的な部分はリボソームRNAまたはrRNAと呼ばれるRNA分子である。 それは、余分な酸素と、RNAが複雑な形に折り重なって何かをする道具を形成する特別な能力を持っているのに対し、二重らせんは規則的で安定しているためです。 DNAの二重らせんは、情報をしっかりと保持しますが、それ以外のことはあまりしません。
1989年、シドニー・アルトマンとトーマス・チェックは、RNAが化学反応を触媒することを証明したことにより、ノーベル化学賞を受賞しました。
あなたは、mRNAのような糖と塩基の鎖が、どのようにしてタンパク質鎖を形成するためのテンプレートとして機能することさえできるのかと疑問に思うかもしれません。 その答えは複雑ですが、いくつかの巧妙なアダプターが関係しています。 驚くべきことに、そのアダプターもRNAでできており、トランスファーRNAまたはtRNAと呼ばれています。 転移RNAは、環状塩基を利用してmRNAの鏡像と対になり、タンパク質を作るために正しいアミノ酸を並べ、rRNAは結合を行うための反応を誘発するのです」
情報を符号化し、それを表現する短命のメッセンジャーを持ち、それを一連の機能的なタンパク質ツールに変換するといった絶対必須の機能にはすべて RNA が関わっているという発見により、人々は初期の生命が RNA で構成されていたと仮定するようになったのです。
最初の頃は、おそらくRNAが多くのことを行っていたのでしょう。 しかしその後、徐々にDNAがより安定した遺伝物質として、またタンパク質がより安定した化学的道具として引き継がれるようになりました。
RNAの未来
1998年、アメリカの生物学者アンディ・ファイアーとクレイグ・メロは、RNAが遺伝子のスイッチを切ることができる仕組み、つまりRNA阻害を発見しました。
現在では、新しいクラスの小さな抑制性 RNA (長さ約 20 残基の siRNA) が、メッセンジャー RNA からの出力を微調整していることが分かっています。 RNAは二本鎖を形成することができるため、siRNAはメッセンジャーRNAに結合し、その機能を阻害することができるのです。
これらの干渉RNAは、基本的にメッセンジャーRNAの塩基対塩基の鏡像である「デジタル」阻害剤である。 つまり、人工的な阻害剤を作ることができるようになったのです。 研究者は実験目的で遺伝子をオフにしようと努力し、医学研究者はウイルスやその他の有害な遺伝子をオフにするなど、これが治療に使えるかどうかを調査しています。
lncRNAと呼ばれる、これらの長い非タンパク質コーディングRNAの機能はまだ調査中ですが、化学反応を触媒するものもあれば、メッセンジャーRNAと結合するかDNA遺伝子に直接結合して遺伝子のオン/オフを切り替えるものに関与しているものもあるようです。
世界がRNAで始まったのであれば、そのRNAの世界の反響が残っていること、そしてRNAが今でも主要な生命現象に関わり、遺伝子調節に基本的に重要であることは、本当に驚くことではありません。
新しいクラスのRNA分子は今後も発見され続けるでしょうし、将来的には、この肥沃な土地から基礎生物学に対するさらなる洞察が生まれる可能性がありそうです。