2009.9.10にサイエンス(オンライン版)で、出芽酵母でRNAiを動かすことに成功した論文が発表されました*1 。モデル生物として使われているS. cerevisiaeはなぜかRNAi装置を失っているが、近縁の出芽酵母S. castelliiには、RNAi装置が存在していて、それをS. cerevisiaeに移すことでRNAi(サイレンシング)を引き起こすことができたという内容です。

という訳で、以下の情報は少し古くなりましたが、一応掲載は続けたいと思います。情報をくださったNYさんありがとうございました(2009.9.28)。

 

酵母でのノックダウン実験の可能性について考える。

酵母(出芽酵母でも分裂酵母での)のantisense RNAによるノックダウンの研究は、結局Arndt GMとAtkins Dの研究に終始しそう。今のところの結論では分裂酵母では可能(RNAiによるものかもしれない)、出芽酵母では不可能(出来ると言っている報告もあるが、怪しい)。

出芽酵母

antisense RNAが働くという報告と働かないという報告がある(以下)。RNAiは存在しない(今のところ)。

働くという報告*2

  1. Nasr F, Bécam AM, Brown SC, De Nay D, Slonimski PP, Herbert CJ., Artificial antisense RNA regulation of YBR1012 (YBR136w), an essential gene from Saccharomyces cerevisiae which is important for progression through G1/S., Mol Gen Genet. 1995 Nov 1;249(1):51-7.
    "The response of the system appears to be very delicate, as the presence or absence of 13 nucleotides of polylinker in the 300 nucleotide antisense transcript can dramatically modify its effectiveness."
  2. Park H, Shin M, Woo I., Antisense-mediated inhibition of arginase (CAR1) gene expression in Saccharomyces cerevisiae., J Biosci Bioeng. 2001;92(5):481-4.
  3. Jung YJ, Park HD., Antisense-mediated inhibition of acid trehalase (ATH1) gene expression promotes ethanol fermentation and tolerance in Saccharomyces cerevisiae., Biotechnol Lett. 2005 Dec;27(23-24):1855-9.
  4. Bonoli M, Graziola M, Poggi V, Hochkoeppler A., RNA complementary to the 5' UTR of mRNA triggers effective silencing in Saccharomyces cerevisiae., Biochem Biophys Res Commun. 2006 Jan 27;339(4):1224-31.
    5'-UTRを狙ってつくったものだけが50%程度の発現抑制がかかると言っているが、信じられるほどのきれいなデータではない。

働かないという報告*3

  1. Law RH, Devenish RJ., Expression in yeast of antisense RNA to ADE1 mRNA., Biochem Int. 1988 Oct;17(4):673-9.
  2. Xiao W, Rank GH., Generation of an ilv bradytrophic phenocopy in yeast by antisense RNA., Curr Genet. 1988 Apr;13(4):283-9.
  3. Arndt GM, Xiao W, Rank GH., Antisense RNA regulation of the ILV2 gene in yeast: a correction., Curr Genet. 1994 Mar;25(3):289.
    "A previous report of the use of antisense RNA to regulate gene expression in yeast is incorrect. (Xiao W, Rank GH (1988) Curr. Genet. 13: 283-289)"
  4. Olsson L, Larsen ME, Rønnow B, Mikkelsen JD, Nielsen J., Silencing MIG1 in Saccharomyces cerevisiae: effects of antisense MIG1 expression and MIG1 gene disruption., Appl Environ Microbiol. 1997 Jun;63(6):2366-71.

出芽酵母では働かないという結論のレビュー

  1. Atkins D, Arndt GM, Izant JG., Antisense gene expression in yeast., Biol Chem Hoppe Seyler. 1994 Nov;375(11):721-9.
  2. Atkins D, Gerlach WL., Artificial ribozyme and antisense gene expression in Saccharomyces cerevisiae., Antisense Res Dev. 1994;4(2):109-17.
  3. こんなドキュメントも 要旨としては、出芽酵母のゲノムに自然に見つかるアンチセンスRNAと遺伝子発現の間に相関があるかどうか調べたが、見つからなかったというもの。またRNAiのコンポーネントもないといっている。
 

分裂酵母

antisense RNAは働くという報告がある(以下)。RNAiが分裂酵母で発見されてからは研究がそちらにシフトしてしまい、新しい報告はない。

働くという報告

  1. Raponi M, Arndt GM., Double-stranded RNA-mediated gene silencing in fission yeast., Nucleic Acids Res. 2003 Aug 1;31(15):4481-9.
  2. Clarke ML, Patrikakis M, Atkins D., Comparative analysis of artificial antisense RNA regulation in fission yeast and human cells., Biochem Biophys Res Commun. 2000 Feb 5;268(1):8-13.
    antisense.png

antisenseは働かないが、ヘアピンにしたら働くという報告

  1. Sigova A, Rhind N, Zamore PD., A single Argonaute protein mediates both transcriptional and posttranscriptional silencing in Schizosaccharomyces pombe., Genes Dev. 2004 Oct 1;18(19):2359-67.

ちなみにリトラクトされた論文も出てきたりして、いかにこの分野が混乱していたかがわかる。

  • Schramke V, Allshire R., Hairpin RNAs and retrotransposon LTRs effect RNAi and chromatin-based gene silencing., Science. 2003 Aug 22;301(5636):1069-74.
    Retraction in: Allshire R. Science. 2005 Oct 7;310(5745):49.


その他

  1. Camblong J, Iglesias N, Fickentscher C, Dieppois G, Stutz F., Antisense RNA stabilization induces transcriptional gene silencing via histone deacetylation in S. cerevisiae., Cell. 2007 Nov 16;131(4):706-17.
  2. Bühler M, Verdel A, Moazed D., Tethering RITS to a nascent transcript initiates RNAi- and heterochromatin-dependent gene silencing., Cell. 2006 Jun 2;125(5):873-86.

最後に(2008.5.20)

ここまで読まれた方は(といっても内容はほとんどありませんが)、それなりに酵母でのノックダウンに興味があるのだと思います。実は私たちの研究室で、分裂酵母にヘアピンRNAを導入することでノックダウンを観察することに成功しました。ヘアピンRNAを効率よく作成する方法についても開発したので、是非そのまま続けたかったのですが、ノックダウンの度合いが定量的ではないために、私たちの研究目的には合いませんでした。このデータについて興味がおありの方は是非ご連絡ください(でないと私たちの実験が無駄になるので)。

 

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2009-09-28 (月) 00:00:00

*1 Drinnenberg IA, Weinberg DE, Xie KT, Mower JP, Wolfe KH, Fink GR, Bartel DP., RNAi in Budding Yeast., Science. 2009 Sep 10;:.
*2 1はとても微妙だと言っている。2−3は同じグループからの報告
*3 2の「働く」という報告は3で訂正されている