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生化学モデルはマイクロRNAの標的化を予想する力を高める

Peer-Reviewed Publication

American Association for the Advancement of Science (AAAS)

数百万回もの親和性測定により、マイクロRNA(一部は遺伝子発現のサイレンシングに働くが他の生物学的機能は不明)に関する新たな見識を明らかにする生化学モデルが開発された。この新しいモデルは特定のmiRNA配列が遺伝子発現に及ぼす影響をさらに正確に予測することもできる。小型の非コードmiRNAはほとんどのヒトmRNAを制御しており、複数の発生および生理学的プロセス、ならびに疾患において重要な役割を果たしていることが示されている。miRNAは相補的mRNAを標的として結合し、配列特異的な遺伝子発現をサイレンシングすることで機能する。ほとんどの遺伝子にはmiRNAの標的が1つ以上含まれているが、miRNAが行いうるさまざまな生物学的機能のほとんどは不明である。これらの機能を予測するには、miRNA標的化効率およびmiRNA複合体とその標的部位との親和性を深く理解する必要がある。親和性測定が行われていないため、広く使用されているTargetScan7などの標的化効率の予測モデルは、一般的に相補的アプローチを利用しており、mRNAにおけるmiRNA特異的変化のごく一部しか説明できない。Sean McGearyらはこれに対処するため、RNA Bind-N-Seek(RNA結合タンパク質の配列と構造を特性評価するハイスループットアッセイ)を用いて6つのmiRNAとその人工標的との結合親和性を評価した。McGearyらは、この数百万回もの親和性測定により、畳み込みニューラルネットワーク(CNN)を用いてすべてのmiRNA配列を含めるよう拡張された miRNA媒介性サイレンシングの生化学モデルを開発した。McGearyらによれば、この生化学モデルは特定の標的に対するmiRNAの直接的影響に起因する変動のほぼ半数を説明でき予測できた。そして、現在使用されている最も強力な相関モデルよりも性能が大きく優れていた。

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