2024年のノーベル生理学・医学賞は、「マイクロRNAとその転写後遺伝子制御の仕組みの発見」の功績により、米マサチューセッツ大学のVictor Ambros教授とハーバード大学のGary Ruvkun教授に授与された。この発見は、生物学の根本的な理解を大きく前進させ、遺伝子発現制御の新たなシステムを明らかにした。マイクロRNAは、数十個程度の長さの短い塩基配列で構成される非コードRNAであり、他の遺伝子のmRNAと部分的に結合し、その発現タイミングや発現量を精密に制御する役割をもつ。このメカニズムは、受精卵から成体に至るまでの発生過程や、成体の代謝制御において極めて重要である。

マイクロRNA研究の歴史的展開

1993年、AmbrosとRuvkunは線虫の研究から最初のマイクロRNA（lin-4）を発見した。当初は線虫特有の仕組みと考えられていたが、2000年に発見された2番目のマイクロRNA（let-7）が、ヒトを含む広範な生物種で保存されていることが明らかになり、マイクロRNAが5億年に及ぶ生物進化の過程で保存されてきた普遍的な制御機構であることが示された。2000年前後は、マイクロRNA研究に大きな進展がみられた時期であり、植物におけるsiRNAの発見、RNA干渉現象の解明、国際ヒトゲノム計画の完了など、関連する重要な発見が相次いだ。これらの成果により、従来「ジャンク」と考えられていたゲノム領域からも多くのマイクロRNAが同定された。

マイクロRNAの生物学的重要性

マイクロRNAの生物学的重要性は多岐にわたる。マイクロRNAは、細胞分化や器官形成における遺伝子発現を時空間的に精密制御し、生物の基本的な制御機構として広く進化的に保存されている。また、ひとつのマイクロRNAが多数の遺伝子を制御し、1つの遺伝子が複数のマイクロRNAによって制御される複雑なネットワークを形成する。マイクロRNAは胚発生から成体の代謝制御まで、生物の一生を通じて重要な役割を果たし、様々な疾患の発症や進行にも関与することが明らかになっている。さらに、マイクロRNAは転写因子と共に遺伝子発現を多層的に制御し、非コードRNAの生物学的重要性を示す先駆的な例となった。

ミクログリアと精神疾患におけるマイクロRNAの役割

マイクロRNA研究の進展に伴い、神経科学や精神医学の分野でもその重要性が認識されるようになった。特に、ミクログリアと精神疾患におけるマイクロRNAの役割が注目を集めている。マイクロRNAは、中枢神経系の主要な免疫細胞であるミクログリアの活性化、炎症反応、貪食作用などの機能を調節し、慢性的な神経炎症を介して精神疾患の発症や進行に関与する可能性がある。また、マイクロRNAはミクログリアを介してシナプス可塑性に影響を与え、精神疾患における認知機能や情動調節の障害につながる可能性がある。さらに、ストレス応答時のマイクロRNA発現変化、エピジェネティックな遺伝子制御への関与、バイオマーカーとしての可能性、新たな治療標的としての展望など、ミクログリアと精神疾患におけるマイクロRNAの役割は多岐にわたる。

今後の展望

マイクロRNAの発見とその後の研究は、生物学の基本的な理解を深め、遺伝子制御の複雑さと精密さを明らかにした。特に、ミクログリアと精神疾患におけるマイクロRNAの役割の解明は、脳の免疫系と神経系の相互作用を介した精神機能の制御メカニズムに新たな視点を提供している。今後、人工知能や機械学習と組み合わせることにより、マイクロRNAの複雑な制御ネットワークの全体像をさらに詳細に知ることができる可能性がある。これは、生物学の基礎研究だけでなく、精神疾患の新たな診断法や治療法の開発にも大きな影響を与えると期待される。マイクロRNA研究は、発見から30年を経た現在も急速に発展を続けており、今後さらなる飛躍が期待される分野である。