RNA分解を可能にする最小のDNA酵素の誕生とその意義

世界最小のDNA酵素がRNA分解を実現

国立研究開発法人産業技術総合研究所（産総研）から、これまでにない小さなDNA酵素が登場しました。研究チームは、亜鉛イオンを利用することでRNA加水分解のメカニズムを解明し、わずか2塩基からなる触媒部を持つDNA酵素を開発しました。これにより、従来のRNA操作技術に革新がもたらされる可能性があります。

研究の背景

RNAの加水分解は、特定のRNA配列をターゲットにすることで実現します。従来のDNA酵素は通常10〜15塩基の触媒部を必要としましたが、今回の成果は、2塩基という未踏の領域に到達しました。このDNA酵素は、mRNA医薬の品質管理において重要な役割を果たすことが期待されています。

研究のメソッド

研究チームは、X線結晶構造解析とNMRスペクトル解析を駆使し、RNA加水分解に関与する亜鉛イオンを含む反応中間体の立体構造を明らかにしました。これにより、亜鉛イオンが触媒メカニズムにどのように寄与するかがわかり、RNAの特定の部位での切断が可能であることが確認されました。

DNA酵素minGAAの特性

新しく開発されたDNA酵素minGAAは、特定のmRNA配列を認識し、ターゲットとなる塩基を切断する能力を持っています。mRNAワクチンなどに用いられる長鎖mRNA中の異常を検出するのに役立つと期待されています。これにより、mRNA医薬品の開発において異常な長さのRNAの存在を把握することが可能になるのです。

社会的意義

近年、mRNA技術は新型コロナウイルスワクチンなどに代表されるように、医療分野での重要な役割を担っています。したがって、このDNA酵素の開発は、mRNA医薬の製造過程での品質管理の向上に寄与しうるポイントです。

研究の展望

今後、産総研の研究者達は、新たな機能性核酸を創出し、機構解明に向けてさらなる研究を進める予定です。このDNA酵素がもたらす新しい可能性は、今後の医療において重要なツールとなることでしょう。

この画期的な研究成果は2025年1月15日に『Nucleic Acids Research』に発表されました。

論文情報

掲載誌：Nucleic Acids Research
論文タイトル：A minimal RNA-cleaving DNAzyme and its catalytic mechanism
著者：山崎和彦ら

このように、産総研からの新しいDNA酵素の開発は、今後の医療技術に多大な影響を与えることでしょう。技術の進歩が私たちの未来にどのような変革をもたらすのか、今から楽しみです。