リボザイムとは何ですか？

リボザイムは、化学反応の触媒として作用する能力を持つリボ核酸（RNA）の分子です。 リボザイムという用語は、リボ核酸酵素の略語です。 1980年代にリボザイムが発見される前は、タンパク質のみが酵素として作用し、反応を触媒することができると考えられていました。 現在、リボザイムは多くの重要な細胞内機能にも関与しており、RNAを切断する能力により治療用途がある可能性があります。 リボザイムは人工的に合成され、自然に生成される可能性があります。

リボザイムの主な機能は、加水分解を通じて標的RNA分子のホスホジエステル結合を分割することです。 ホスホジエステル結合は、RNAとDNAのヌクレオチドを結合する共有結合であり、分子の骨格を形成します。 加水分解には、結合を溶解する効果がある水分子の添加が含まれます。 リボザイムは加水分解を使用して他のRNA分子またはそれ自体を切断し、時には連結またはconnスプライシングと呼ばれるプロセスで2つの分割RNA分子が一緒になっています。

単細胞生物のRNAスプライシングの研究テトラヒメナの​​サーモフィラは、1980年代初頭にリボザイムの発見につながりました。 米国コロラド大学の教授であるThomas Cechは、この生物のRNAが触媒タンパク質の非存在下でそれ自体を切断し、結紮することができることを発見しました。 チェックとイェール大学のシドニー・アルトマン教授は、1989年のリボザイムに関する研究のために化学のノーベル賞を受賞しました。

スプライシングに加えて、リボザイムは翻訳の過程でアミノ酸のアミノ酸の集合をタンパク質に触媒します。 翻訳は、メッセンジャーRNA（mRNA）の遺伝情報がリボソームの活性を介してアミノ酸の配列にデコードされたときに発生します。 したがって、リボソームの主要成分であるリボソームRNA（RRNA）は、リボザイムとも見なすことができます。

さまざまなタイプリボザイムの存在し、自然に発生する状態で研究されています。 これらのうちの2つ、ヘアピンリボザイムとハンマーヘッドリボザイムは、植物ウイルスの衛星RNAに見られます。 Hammerheadリボザイムは、RNA切断剤として使用するために実験室で修飾されています。

修正されたハンマーヘッドリボザイムは、遺伝子治療に臨床応用があると考えられています。 RNAを切断する能力は、レトロウイルスが宿主細胞の重複のためにRNAゲノムに依存しているため、レトロウイルスと戦うのに役立つ可能性があります。 研究者はまた、同様の医療用途向けに完全に合成リボザイムを開発しています。 修飾されたハンマーヘッドリボザイムと合成リボザイムは、ヒト免疫不全ウイルス（HIV）を治療するための治療オプションとして特に研究されています。