選択的スプライシングとは?中学生にも分かる基礎解説と身近な例共起語・同意語・対義語も併せて解説!

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選択的スプライシングとは?中学生にも分かる基礎解説と身近な例共起語・同意語・対義語も併せて解説!
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高岡智則

年齢:33歳 性別:男性 職業:Webディレクター(兼ライティング・SNS運用担当) 居住地:東京都杉並区・永福町の1LDKマンション 出身地:神奈川県川崎市 身長:176cm 体系:細身〜普通(最近ちょっとお腹が気になる) 血液型:A型 誕生日:1992年11月20日 最終学歴:明治大学・情報コミュニケーション学部卒 通勤:京王井の頭線で渋谷まで(通勤20分) 家族構成:一人暮らし、実家には両親と2歳下の妹 恋愛事情:独身。彼女は2年いない(本人は「忙しいだけ」と言い張る)


選択的スプライシングとは?

遺伝子の読み取り過程には「イントロン」「エクソン」という言葉が登場します。イントロンは使われず、エクソンだけがつながって最終的な設計図になるRNAが作られます。ここで重要なのが選択的スプライシングという仕組みです。同じ遺伝子でも、どのエクソンをつなぐかを細胞が選ぶことで、違う形のタンパク質を作り出すことができます。

どうして起こるのか

細胞にはRNAを加工する多くの部品が働きます。エクソンを連結する順番や組み合わせを変えると、出来上がるmRNAの情報が変わり、結果として違う機能をもつタンパク質が作られます。これが選択的スプライシングの基本的な考え方です。

身近な例えで理解する

同じレシピの本でも、材料の組み合わせを変えると別の料理になります。遺伝子も同じで、同じ設計図から作るタンパク質を変えることで、体の中の細胞が受ける指示が変わるのです。たとえばある神経の細胞では特定のエクソンをつなぎ、別の血管の細胞では別のエクソンをつないで、違うタンパク質が作られます。こうした違いは、発生の過程や組織のタイプによって自然に生じます。

なぜ大事なのか

複数のタンパク質を一つの遺伝子から作れるという点が、生物の柔軟性を高めます。少ない遺伝子数で多様な機能を担えるため、発生・成長・適応などの場面で非常に役立ちます。研究者は選択的スプライシングの仕組みを理解することで、病気の原因を解明したり、治療法の標的を探したりすることができます。

よくある誤解と正しい理解

難しい点として、「遺伝子そのものが変わる」という誤解がありますが、正しくはRNAレベルでの加工が変わるだけです。DNAの配列は同じでも、RNAがどうつながれるかで生まれるタンパク質の種類が変わります。

研究や日常への影響

選択的スプライシングは現在も盛んに研究されており、がんや神経疾患などと関係があることが分かってきています。新しい治療法の開発や、医薬品が体内でどう作用するかを理解する手がかりにもなります。教育現場では、高校生や大学生向けの授業で遺伝子の仕組みを説明する際の良い例題として使われます。

ポイント説明
基礎概念同じ遺伝子でも異なるエクソンの組み合わせで多様なタンパク質を作る
影響要因細胞の中の調節因子や発生段階が関係する
応用病気の理解・治療法の開発・教育教材として活用される

要するに、選択的スプライシングは生物が一つの設計図を使いながらも、場面に応じて適切な部品を選ぶための「選択の仕組み」です。これにより生物は同じ遺伝子を使って様々な機能を持つタンパク質を生み出し、成長や適応を可能にしています。

最後に、選択的スプライシングを学ぶと、データベースや論文を読むときの用語が理解しやすくなります。学校の授業だけでなく、ニュースや科学番組を読むときにも役立つ知識です。


選択的スプライシングの同意語

代替的スプライシング
一つの遺伝子からエクソンの組み合わせが変わることで、複数の異なるmRNA転写物を作り出す現象。遺伝子発現の多様性を生む仕組み。
代替スプライシング
上記と同義。表記の違いのみ。
選択的剪接
特定のエクソンを選んで結合・除去することで、異なるRNAを作る過程を指す日本語表現。
選択的RNA剪接
RNAレベルでの選択的剪接を強調する表現。
RNAスプライシング
RNA前駆体(pre-mRNA)を成熟RNAへと加工する全体のプロセスで、選択的要素を含むこともある用語。
RNA剪接
RNA前駆体のエクソンを結合・除去して成熟RNAを作る加工のこと。
可変スプライシング
エクソンの組み合わせが条件に応じて変化し、複数の転写物を生む現象を指す表現。
可変的スプライシング
上記と同義。語感の違いによる表現の幅。
スプライシング変異体
スプライシングによって生じた転写物(バリアント)を指す語。
スプライシングバリアント
スプライシングによって生じた転写物の多様性を表す語。

選択的スプライシングの対義語・反対語

非選択的スプライシング
遺伝子のエクソンが選択的にスキップされず、すべてのエクソンが連結されて1つの成熟mRNAになるスプライシング形態。これにより、単一のアイソフォームが作られ、スプライシングの多様性が生まれない状態を指す。
恒常的スプライシング
すべてのエクソンが含まれて発現する、選択のないスプライシング形態。複数のアイソフォームを生み出さず、基本的には1つのアイソフォームになる状態を指す。
定常的スプライシング
恒常的スプライシングと同義で、選択によるエクソンの排除がなく全エクソンを連結する形態を示す表現。
単一アイソフォーム
異なるエクソンの組み合わせを作らず、1つの成熟mRNAのみが作られる状態。選択的スプライシングの反対の結果を指す表現。
全エクソン含有スプライシング
すべてのエクソンを含んでスプライシングされ、1つのアイソフォームが作られることを強調する表現。
アイソフォーム多様性の欠如
スプライシングの多様性が乏しく、複数のアイソフォームが生じない状態を説明する概念的な表現。

選択的スプライシングの共起語

前駆体mRNA
転写後すぐの未成熟なRNAで、スプライシングの対象となる。イントロンが含まれ、エクソンが接続される前の状態。
エクソン
遺伝子のコード情報を含むRNAの区間。スプライシング後の成熟mRNAに残る部分で、タンパク質の設計情報を担う。
イントロ
コードを持たないRNA区間で、スプライシングによって除去され、エクソン同士を接続する要素。
スプライシング
前駆体mRNAからイントロンを切り取り、エクソンをつなぎ合わせて成熟mRNAを作る一連の過程。
選択的スプライシング
1つの遺伝子から複数のアイソフォームが作られる現象。遺伝子の多様性の源。
スプライスサイト
スプライシングの開始点と終了点を示す配列部位。正しく切断・結合されるための標識。
5'スプライスサイト
前方の切断・結合開始点を指す部位。スプライシングの起点となる。
3'スプライスサイト
後方の切断・結合終了点を指す部位。スプライシングの終点となる。
スプライソーム
スプライシング反応を実行する巨大なRNA-蛋白質複合体。複数のsnRNPから構成される。
U1 snRNP
5'スプライスサイトの認識に関与するsnRNPの一つ。
U2 snRNP
分岐点認識など、スプライシングの中核作業を担うsnRNPの一つ。
U4/U6 snRNP
U4とU6が結合した snRNP 複合体で、スプライシング過程の調整に関与。
U5 snRNP
エクソンの結合と整合性を保つ役割を持つsnRNPの一つ。
snRNA
スプライシングに関与する小核RNAの総称。snRNPを構成する核酸。
SRタンパク質
エクソンの認識を促進し、スプライシングパターンを選択的に調節するRNA結合タンパク質群。
hnRNP
前駆体RNAと相互作用し、スプライシングの抑制・促進を状況に応じて調節するタンパク質群。
スプライシング因子
スプライシングの各段階を構成・調節するタンパク質・RNAの総称。
エンハンサー
スプライシングを促進するシーケンス要素。特定のエクソンの利用を助ける。
サイレンサー
スプライシングを抑制するシーケンス要素。特定のエクソンの利用を抑えることがある。
ESE
Exon Splicing Enhancerの略。エクソン内のスプライシング促進配列。
ISE
Intronic Splicing Enhancerの略。イントロン内のスプライシング促進配列。
ISS
Intronic Splicing Silencerの略。イントロン内のスプライシング抑制配列。
セットエクソン
エクソンの中でも“カセット状”に含まれたり排除されたりするタイプのエクソン。選択的スプライシングの典型例。
アイソフォーム
同じ遺伝子由来の異なるタンパク質形(複数の転写・翻訳結果)を指す総称。
タンパク質多様性
アイソフォームの違いにより生じるタンパク質の多様な機能・性質の集合。
RNA-Seq
転写物全体を網羅的に測定する次世代シーケンス技術。アイソフォームの検出にも優れる。
RT-PCR
逆転写PCR。特定のスプライシングパターンを検出・定量する古典的手法。
アンチセンスオリゴヌクレオチド
ASO。スプライシングを選択的に変更する目的で用いられる合成オリゴヌクレオチド。
トランスクリプトーム
生物の全RNA転写物の集合。スプライシングの多様性を把握する際の対象。
スプライシング制御因子
スプライシングのパターンを決定づける因子全般(タンパク質・RNA要素)。
遺伝子発現調節
スプライシングを含む全体的な遺伝子発現の制御機構。

選択的スプライシングの関連用語

選択的スプライシング
同じ遺伝子から、エクソンの組み合わせを変えることで異なるmRNA・タンパク質を生み出す仕組み。組織や発生段階、環境条件でパターンが変化する。
前駆体mRNA
転写後すぐの未成熟なmRNA。スプライシングやキャップ加形成・ポリA尾部付与などの加工を経て成熟mRNAになる。
イントロン
スプライシングで除去される非コード領域。エクソンを結ぶ区間として存在する。
エクソン
コードを含む領域。スプライシング後に成熟mRNAに残る部分で、タンパク質のベース情報を提供する。
カセットエクソン
エクソン選択のうち、特定条件で挿入・省略される“カセット状”のエクソン。代替エクソンの代表例
スプライソーム
snRNAと多数のタンパク質からなる巨大複合体。前駆体mRNAからイントロンを除去する反応を実行する装置。
スプライシングサイト
エクソンとイントロンの境界部。5'ドナーサイトと3'受容サイトを含む。
5'ドナーサイト
エクソンの5'末端とイントロンの境界にあるスプライシング開始部位。
3'受容サイト
イントロンの3'末端とエクソンの境界にあるスプライシング受容部位。
分岐点
イントロン内の分岐部位。リаяットの形成に必須で、正確なスプライシングに関与。
ポリピリミジン列
分岐点付近などに見られるC/Uが多い領域。スプライシングの制御要素として働くことがある。
SRタンパク質
スプライシングを促進するSRファミリーのタンパク質。エクソン含有を促すことが多い。
hnRNP
ヘテロ核RNA結合タンパク質。スプライシングの抑制・促進の両方を場面に応じて行うことがある。
ESE
Exon Splicing Enhancerの略。エクソン内のシス要素で、スプライシングを促進する配列。
ESS
Exon Splicing Silencerの略。エクソン内の抑制要素で、スプライシングを抑制する配列。
ISE
Intron Splicing Enhancerの略。イントロン内のエンハンサー要素。
ISS
Intron Splicing Silencerの略。イントロン内のサイレンサー要素。
組織特異的スプライシング
組織や細胞種によって異なるスプライシングパターンが見られる現象。
代替エクソン
特定条件でエクソンを含むか省くかを切り替え、複数のmRNAを生み出すパターン。
スプライシング変異
遺伝子配列の変異がスプライシングパターンを変え、異常なmRNAを生み出す原因となる現象。
cis要素
RNA配列としてのシス要素。スプライシングを局所的に規定する配列。
trans要素
スプライシングを調節するタンパク質やRNAなど、別の分子由来の要素。
スプライシング調節因子
SRタンパク質やhnRNPなど、スプライシングの選択性を決定する要因の総称。
病態関連スプライシング
疾病と関連する異常なスプライシングパターンのこと。

選択的スプライシングのおすすめ参考サイト


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