人体で最も複雑な分子機械の全貌が明らかに：スプライソソームの設計図完成
スプライソソーム：遺伝子メッセージの編集者
スプライソソームは、細胞内でDNAから転写された遺伝子メッセージ（RNA）を編集する分子機械です。この編集作業により、1つの遺伝子から複数の異なるタンパク質を作ることが可能になります。ヒトの全遺伝子の90%以上はスプライソソームによる編集を受けており、このプロセスにエラーが生じると、がん、神経変性疾患、遺伝性疾患など多岐にわたる病気の原因となります。
スプライソソームは150以上の異なるタンパク質と5つの小分子RNAから構成され、その複雑さと機能の繊細さゆえに、これまで詳細なメカニズムは不明でした。しかし、10年以上にわたる研究の末、バルセロナのゲノム規制センター（CRG）の研究チームが、この複雑な分子機械の全体像を初めて明らかにしました。
スプライソソームの新たな発見
研究チームは、305のスプライソソーム関連遺伝子を一つ一つ操作し、がん細胞内のスプライシング全体に与える影響を解析しました。その結果、スプライソソームを構成する要素が単なる補助的な部品ではなく、それぞれが特化した役割を持つことが判明しました。
例えば、ある構成要素はRNAから削除するセグメントを選択し、別の構成要素はRNA配列内の正確な切断位置を保証します。また、別の構成要素は他の部品が過早に行動しないよう監視する「護衛官」のような役割を果たします。このような各部品の特異的な機能の解明により、これまで創薬対象とされていなかった構成要素にも新たな注目が集まっています。
がん治療への応用：「アキレス腱」を狙う
研究では、スプライソソームの構成要素であるSF3B1の役割が特に注目されました。このタンパク質はメラノーマ、白血病、乳がんなど多くのがんで変異が確認されており、従来から抗がん薬の標的として研究されてきました。しかし、その具体的な作用メカニズムは未解明でした。
研究結果によれば、SF3B1の発現を操作すると、スプライシングネットワーク全体の約3分の1に影響が及び、細胞の成長に必要なプロセスが連鎖的に失敗します。がん細胞はスプライシング機能に大きく依存しているため、このシステムを狙うことでがん細胞の限界を超えさせ、自己崩壊を引き起こす新たな治療法が提案されました。
スプライシング治療の未来
今回のスプライソソームの設計図は、スプライシングエラーが原因となる他の多くの疾患にも応用可能です。たとえば、脊髄性筋萎縮症の治療においてスプライシングを修正する薬が成功を収めたように、この研究はより広範な疾患治療への道を開くと期待されています。
「現在のスプライシング治療は希少疾患に焦点を当てていますが、それは氷山の一角にすぎません。遺伝子レベルで病気を修正する新薬の開発は、単なる症状の管理を超えた革新をもたらすでしょう。」とロガルスカ博士は述べています。
研究の意義
「今回の成果は、スプライソソームの複雑な構成要素間の相互作用を解明し、そのメカニズムや調節機能についての理解を深めるものです。この設計図を基に、スプライシング異常に関連する疾患の治療薬開発が加速することが期待されます」と、CRGの共同研究者たちは強調しています。
