snRNA

分子生物学において、小核RNA（Small nucleolar RNAs;snRNA　snoRNAとも略される）は、主にリボソームRNA（rRNA）、トランスファーRNA(ｔRNA)、snRNAなど他のRNAの化学修飾を誘導する小分子RNAの一種であり、snRNAは、メチル化に関連するC/D box snoRNAとシュードウリジン化に関連するH/ACA box snoRNAに分けられる。SnoRNAは一般にガイドRNAと呼ばれている。

snRNAガイドによる修飾

転写されたばかりのrRNA分子（プレrRNAと呼ばれる）は、エキソヌクレアーゼやエンドヌクレアーゼによって切断される前に、複雑なヌクレオシド修飾を受けて成熟したrRNA分子となる。この修飾には、snRNAによって誘導されるシュードウリジル化がある。

メチル化とは、基質にメチル基が付加・置換されることである。ヒトのrRNAには、約115個のメチル基修飾が存在する。その大半は2′O-リボースメチル化（メチル基がリボース基と結合している）である。

シュードウリジル化は、ヌクレオシドのウリジンが異性体のシュードウリジン（Ψ）に変換（異性化）されることである。リボース環とウラシルの間の結合はウリジンではグリコシド結合（炭水化物分子と別の有機化合物とが脱水縮合して形成する共有結合）のN-C結合であるが、シュードウリジンでは180度回転してC-C結合に置き換わっている。この修飾は、ウリジン塩基がRNA骨格のリボースとのグリコシド結合を中心に180度回転することで行われる。この回転の後、窒素塩基は通常の窒素原子の代わりに炭素原子をグリコシド結合に与える。シュードウリジル化される利点は、塩基に水素結合の供与体が追加されることである。ウリジンはワトソン・クリック塩基対であるアデニンと2つの水素結合を作るが、シュードドウリジンは3つの水素結合を作ることができる。シュードウリジンがアデニンと塩基対を形成すると、もう1つの水素結合を作ることができ、成熟したrRNAの構造に複雑性をもたらす。遊離の水素結合供与体は、しばしば自分から離れた塩基と結合を形成し、rRNAが機能するために必要な3次構造を作り上げる。成熟したヒトのrRNAは、約95のΨ修飾を含んでいる（文献）。

1つのsnRNA分子は、標的RNAの1つ（または2つ）のみを修正するガイドとして機能する。シュードウリジン化という修飾を実行するために、snRNAは、小核球リボ核タンパク質粒子（small nucleolar ribonucleoprotein particle；snoRNP）と呼ばれるRNA/タンパク質複合体（RNA/protein complex）を形成し、少なくとも4つのコアタンパク質と会合する（文献）。snRNA分子にはアンチセンス要素（10-20ヌクレオチドの伸長部）があり、プレRNA分子の修飾対象となる塩基（ヌクレオチド）周辺の配列と塩基相補的にsnoRNPは標的RNAを認識し、結合することができる。snoRNPが標的部位に結合すると、関連するタンパク質は、標的塩基の化学修飾を触媒するために物理的に正しい構造が完成する。

snRNAはゲノムのどの場所に存在するのか

SnoRNAはゲノム上の多様な場所に存在する。脊椎動物においてはsnoRNA遺伝子の多くは、リボソーム合成や翻訳に関わるタンパク質をコードする遺伝子のイントロンにコードされており、RNAポリメラーゼIIによって合成される。また、遺伝子間領域、タンパク質コード遺伝子のORF（オープンリーディングフレーム）、UTR（非翻訳領域）にも存在することが示されている（文献）SnoRNAは、RNAポリメラーゼIIやIIIにより自身のプロモーターから転写されることも可能である。

snRNAとインプリンティング遺伝子座の関係

ヒトゲノムでは、C/D box snoRNAがインプリンティング遺伝子座の中でタンデムリピートしている場所が少なくとも2つ存在する。この2つの遺伝子座（14q32と15q11q13）は、どちらの領域でも複数のsnoRNAがイントロン内に存在し、近縁種のクラスターを形成している。

15q11q13では、SNORD64、SNORD107、SNORD108、SNORD109（2コピー）、SNORD116（29コピー）、SNORD115（48コピー）の5種類のsnoRNAが同定されている。この領域のSNORD116（HBII-85）の29コピーの欠損はPrader-Willi症候群（プラダーウィリ症候群）の原因として同定されている（文献1、文献2）が、SNORD115の追加コピー獲得は自閉症に関連しているとされている（文献）。

14q32領域には、組織特異的ncRNA転写物（MEG8）のイントロン内に2つのsnoRNAであるSNORD113（9コピー）およびSNORD114（31コピー）の繰り返しが存在する。14q32領域は、インプリンティングされた15q11-q13遺伝子座と共通のゲノム上の特徴を持つことが示されており、インプリンティング遺伝子座の進化やメカニズムにおいて、C/D box snoRNAのタンデムリピートの役割が示唆されている（文献）。

この記事の筆者：仲田洋美（医師）