シンクロトロン光を用いたRNA二重らせん構造の同定

1953年にFrancis CrickとJames Watsonがデオキシリボ核酸（DNA）の二重らせん構造を発見したとき、彼らの発見は生物の構成要素をマッピング、研究、配列する遺伝的革命を

DNAは、世代から世代に渡された遺伝物質をコードします。 DNAにコードされた情報が生命に必要なタンパク質や酵素になるためには、細胞のリボソームに見られる一本鎖遺伝物質であるリボ核酸（RNA）が仲介役とな 通常は一本鎖であるが、いくつかのＲＮＡ配列は、ＤＮＡと同様に、二重らせんを形成する能力を有する。

1961年、Alexander RichはDavid Davies、Watson、Crickと共に、ポリ（rA）として知られるRNAが平行鎖二重らせんを形成する可能性があると仮説を立てた。

50年後、マギル大学の科学者たちは、短いRNA配列poly(rA)11の結晶化に成功し、カナダ光源(CLS)とコーネル高エネルギーシンクロトロンで収集したデータを使用して、poly(rA)二重らせんの仮説を確認した。

ポリ(rA)11の詳細な3D構造は、ゲッティンゲン大学のGeorge Sheldrickとコンコーディア大学のChristopher Wildsとの共同で、McGill Biochemistry教授Kalle Gehringの研究室によって出版されました。 WildsとGehringはケベック構造生物学協会のメンバーである。 この論文は、雑誌Angewandte Chemie International Editionに”Structure of The Parallel Duplex of Poly(A)RNA:Evaluation of a50years-Old Prediction”というタイトルで掲載されました。”

“50年の研究の後、新規な核酸構造の同定は非常にまれです。 だから私たちはポリ（rA）の珍しい結晶に遭遇したとき、私たちはそれに飛び乗った”とMcGill Bionanomachinesトレーニングプログラムを指揮するGehring博士は述べています。

ゲーリングは、二重らせんRNAを同定することは、生物学的ナノ材料および超分子化学の研究に興味深い応用があると述べた。 核酸は、自己認識の驚異的な特性を持っており、建築材料としてのそれらの使用は、合成生物学を用いて作成されたバイオナノマシン-ナノスケールのデ

“バイオナノマシンは、その非常に小さいサイズ、低い生産コスト、および修正の容易さのために有利である”とGehringは述べている。 “多くのバイオナノマシンは、すでに酵素、センサー、生体材料、医療治療薬として私たちの日常生活に影響を与えています。”

ゲーリングは、RNA二重らせんの証明は、エイズのような病気の治療や治療、あるいは生物学的組織の再生を助けるためにも、多様な下流の利益を有する

“ポリ（rA）構造の発見は、基礎研究の重要性を強調しています。 私たちは、細胞がmRNAをタンパク質に変える方法についての情報を探していましたが、超分子化学からの長年の質問に答えることになりました。実験のために、Gehringと研究者チームは、CLS Canadian Macromolecular Crystallography Facility（CMCF）で得られたデータを使用して、ポリ（rA）11RNAの構造を正常に解くことに成功しました。

CMCFビームラインの科学者Michel Fodjeは、この実験はRNAの構造の同定に非常に成功し、遺伝情報が細胞にどのように保存されるかに影響を与える可能性があ

「DNAとRNAは両方とも遺伝情報を持っていますが、それらの間にはかなりの違いがあります」とFodje博士は述べています。 「mRNA分子はポリ（rA）尾を持ち、結晶中の分子と化学的に同一である。 ポリ（Ｒ Ａ）構造は、特に、高い局所濃度のｍＲＮＡが存在する条件下で、生理学的に重要であり得る。 これは細胞が重点を置かれ、mRNAが細胞内の微粒に集中されるようになるところで起こることができます。”

この情報を用いて、研究者はRNAの多様な構造と、ストレス時の新規バイオナノマシンの設計および細胞におけるその役割をマッピングし続けます。

ポリ(rA)構造に関する研究は、カナダ自然科学-工学研究評議会からの助成金によって資金提供され、カナダイノベーション財団、ケベック州政府、コンコーディア大学、マギル大学からの支援を受けた。