ショウジョウバエメラノガスターの小型ノンコーディングRNA：生合成と生物学的機能

Small regulatory noncoding RNAs in Drosophila melanogaster: biogenesis and biological functions.

• Saeed Soleimani
• Zahra Valizadeh Arshad
• Sharif Moradi
• Ali Ahmadi
• Seyed Javad Davarpanah
• Sadegh Azimzadeh Jamalkandi

抄録

RNA干渉（RNAi）は、転写前・転写後レベルで多様な遺伝的調節機能を持つ重要な現象である。RNAi経路の主要なトリガーは二本鎖RNA（dsRNA）であり、dsRNAはマイクロRNA（miRNA）、小干渉RNA（siRNA）、およびショウジョウバエメラノガスター（D. melanogaster）のPIWI-interacting RNA（piRNA）を含む様々なタイプの主要な小ノンコーディングRNA（ncRNA）を生成するために処理されます。機能的には、これらの小さなncRNAは、実質的にすべての生物学的システムと発生経路において重要な役割を果たしています。ｄｓＲＮＡの同定および処理、ならびにＲＮＡｉ機械の活性化は、ＲＮＡｉ研究を取り巻く３つの主要な学術的関心事である。メカニズム的には、RNAiの重要な生物学的機能のいくつかは、以下のようにして達成されています。本研究では、RNAiの重要な生物学的機能として、(i)外来ウイルスゲノムの分解を介したゲノムの安定性の維持、(ii)トランスポーズ可能要素の移動の抑制、(iii)ヘテロクロマチン形成やゲノムインプリンティングなどのエピジェネティック修飾の調節に寄与するmiRNAによる遺伝子発現の転写後調節、などを挙げている。本研究では、D. melanogasterにおけるsmall ncRNAの生合成経路や、シグナル伝達経路を中心としたRNAiを介した様々な経路をレビューしている。さらに、D. melanogasterの生理・病態制御へのsmall ncRNAの重要な貢献に関する最新の知見について、批判的な議論がなされている。

RNA interference (RNAi) is an important phenomenon that has diverse genetic regulatory functions at the pre- and posttranscriptional levels. The major trigger for the RNAi pathway is double-stranded RNA (dsRNA). dsRNA is processed to generate various types of major small noncoding RNAs (ncRNAs) that include microRNAs (miRNAs), small interfering RNAs (siRNAs) and PIWI-interacting RNAs (piRNAs) in Drosophila melanogaster (D. melanogaster). Functionally, these small ncRNAs play critical roles in virtually all biological systems and developmental pathways. Identification and processing of dsRNAs and activation of RNAi machinery are the three major academic interests that surround RNAi research. Mechanistically, some of the important biological functions of RNAi are achieved through: (i) supporting genomic stability via degradation of foreign viral genomes; (ii) suppressing the movement of transposable elements and, most importantly, (iii) post-transcriptional regulation of gene expression by miRNAs that contribute to regulation of epigenetic modifications such as heterochromatin formation and genome imprinting. Here, we review various routes of small ncRNA biogenesis, as well as different RNAi-mediated pathways in D. melanogaster with a particular focus on signaling pathways. In addition, a critical discussion of the most relevant and latest findings that concern the significant contribution of small ncRNAs to the regulation of D. melanogaster physiology and pathophysiology is presented.

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