転写型遺伝子サイレンシングと転写後遺伝子サイレンシングの大きな違いは、転写型遺伝子サイレンシングがプロモーターサイレンシングにより転写レベルで遺伝子発現を制御してRNA合成を抑えるのに対し、転写後遺伝子サイレンシングは翻訳レベルで遺伝子発現配列を制御し、特に**RNA分解を行う点である。

遺伝子サイレンシングとは、遺伝子の発現を妨害または阻害することにより、遺伝子の発現を制御することです。ある種の遺伝子のスイッチを切るのです。その結果、対応する遺伝子がタンパク質を産生することを妨げるのです。遺伝子サイレンシングは、転写中または翻訳中に起こる可能性があります。そのため、遺伝子サイレンシングには、転写型遺伝子サイレンシングと転写後遺伝子サイレンシングの2種類があります。また、転写型ジーンサイレンシングは核で、転写後ジーンサイレンシングは細胞質で行われる。

カタログ

1. 概要と主な違い 2. 転写型遺伝子サイレンシングとは 3. 転写後遺伝子サイレンシングとは 4. 転写型と転写後遺伝子サイレンシングの類似点 5. 横並び比較-転写型と転写後遺伝子サイレンシングの表形式 6. まとめ

トランジショナルジーンサイレンスは何ですか？

転写型遺伝子サイレンシングは、RNA合成を抑制することで実現する遺伝子サイレンシングである。これは、ヒストン修飾によって、転写機構がアクセスできない環境を作り出した結果である。DNAのメチル化は、転写による遺伝子サイレンシングの際にプロモーター配列のメチル化が起こるため、転写による遺伝子サイレンシングの重要な部分である。コーディング配列のメチル化は転写に影響を与えない。しかし、プロモーター配列のメチル化は、ヒストンの脱アセチル化とクロマチン凝縮により、プロモーターの不活性化を引き起こす。プロモーターがサイレンシングされると、遺伝子の転写に影響が出る。このように、転写型遺伝子サイレンシングでは、プロモーターをサイレンシングすることで、転写レベルでの遺伝子発現を制御しているのです。

図01：ジーンサイレンシング

転写後遺伝子サイレンシングは何ですか？

RNAサイレンシングまたはRNA干渉とも呼ばれる転写後遺伝子サイレンシングは、RNA配列の特異的**な分解によって達成される遺伝子サイレンシングの一種である。遺伝子の転写には影響がないが、mRNAが不安定またはアクセス不能なため、mRNAのタンパク質合成が停止してしまう。転写後遺伝子サイレンシングは、二本鎖RNAを意図的に生成することで誘導される。二本鎖RNAは、相同なmRNAの切断を誘発する。遺伝子の転写領域と相同な配列を持つ小干渉RNAは、mRNAの配列特異的**な分解を誘導する。rnaiは標的mRNAの相補的な部分に結合し、分解にマークする。

図02：転写後遺伝子サイレンシング

転写後遺伝子サイレンシングは、遺伝子治療やがん治療など、さまざまな用途に応用されています。転写後遺伝子サイレンシングは、RNAウイルスの侵入に対する植物の自然な防御機構の1つである。したがって、転写後遺伝子サイレンシングに欠陥のある植物は、RNAウイルスに感染しやすくなる。

トランスクリプトと転写後遺伝子サイレンシングの共通点

• この2つは、遺伝子サイレンシングの現象としては、全く異なるものです。
• これらの現象は、いずれも二本鎖RNAによって誘導することができる。
• どちらのタイプのサイレンシングでも、二本鎖RNAの崩壊の産物と考えられる低分子RNA種が同定された。
• それらは機械的に関連しています。

トランスクリプトと転写後遺伝子サイレンシングの違い

転写型遺伝子サイレンシングは、RNA合成を抑制することにより、転写レベルで働く遺伝子サイレンシングの一種です。一方、転写後遺伝子サイレンシングは、mRNAの配列が特異的に**分解されることにより、翻訳レベルで起こる遺伝子サイレンシング現象である。これが、転写型と転写後型の遺伝子サイレンシングの重要な違いである。

また、転写による遺伝子サイレンシングは核で行われ、転写後の遺伝子サイレンシングは細胞質で行われる。さらに、転写型ジーンサイレンシングではプロモーターが不活性化され、転写後ジーンサイレンシングではプロモーターが活性化されることもわかった。

以下のインフォグラフィックでは、転写型と転写後の遺伝子サイレンシングの違いをさらに詳しく説明しています。

概要 - トランスクリプト vs. 転写後遺伝子サイレンシング

遺伝子は転写レベルまたは転写後レベルで制御される。核内ではプロモーター配列のメチル化とヒストンの修飾により、転写遺伝子のサイレンシングが行われる。その結果、RNAの合成が低下する。転写後の遺伝子サイレンシングは、細胞質でmRNAの切断と翻訳の阻害によって行われる。そこで、本稿では、転写型と転写後型の遺伝子サイレンシングの違いについてまとめる。

引用

1Hoffer, Paul et al."Nuclear post-transcriptional gene silencing", PNAS, National Academy of Sciences, 4 January 2011, available here.