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メッセンジャーRNP（メッセンジャーリボヌクレオプロテイン；mRNP）は、タンパク質が結合したmRNAです。mRNAは生体内では「裸」の状態で存在せず、細胞質内で合成、スプライシング、輸送、翻訳される間は常に様々なタンパク質と結合しています。[ 1 ] [ 2 ]
メッセンジャーRNPは、1964年にロシアのモスクワにあるアレクサンダー・S・スピリンの研究室で初めて発見されました。この発見は、魚の胚の細胞質抽出物の研究に基づいており、そこでこれらのmRNPが見つかりました。この発見は、魚の胚のmRNAを遠心分離した後に発見されました。mRNA液は2つの部分に分離し、科学者たちはmRNAとリボソームの分離物は何なのか疑問に思いました。スピリンと彼の共同研究者は、CsCl密度勾配に対してmRNAを分析し、mRNAの一部がタンパク質で覆われていることを発見しました。mRNPの重量比は、mRNAとタンパク質で1:3であることがわかりました。そのため、mRNPは研究室によってインフォーマソームと名付けられました。 [ 3 ]
哺乳類細胞には、核リボ核タンパク質、細胞質インフォーソーム、ポリリボソームメッセンジャーリボ核タンパク質の 3 つの主要なインフォーソームが存在する。研究者らは、インフォーソームの主な役割は、mRNA の核から細胞質への転座を助け、mRNA を分解から保護し、タンパク質形成の調節を助けることであると仮説を立てた。[ 4 ]
RNAポリメラーゼによってmRNAが合成されるとき、この新生mRNAはすでにRNA 5′末端7-メチルグアノシンキャッピング酵素によって結合されています。その後、pre-mRNAは、エクソンとイントロンの定義複合体、およびスプライシングの化学反応を触媒するタンパク質とRNAを含むスプライソソームによって結合されます。Joan SteitzとMichael Lernerらは、小型核RNA（snRNA）が小型核リボ核タンパク質（snRNP）に複合体を形成することを示しました。[ 5 ] Christine Guthrieらは、酵母の単一コピー遺伝子によってコードされる特定のsnRNAがpre-mRNAと塩基対を形成し、スプライシングの各ステップを指示することを示しました。 [ 2 ]スプライシングされたmRNAは、核から細胞質への輸送を助ける別のタンパク質群によって結合されます。脊椎動物では、エクソン-エクソン接合部はエクソン接合複合体によって標識されており、エクソン-エクソン接合部が終止コドンから50-55 nt以上下流にある場合、細胞質内でナンセンス変異依存性mRNA分解を引き起こす可能性がある。[ 6 ]
2022年のレビューで述べられているように[ 7 ] 、長期記憶はメッセンジャーRNPを利用します。
文脈的恐怖条件付けによって新たに強い長期記憶を獲得したラットは、訓練後24時間で海馬において約1,000個の遺伝子の発現が減少し、約500個の遺伝子の発現が増加し、ラット海馬ゲノムの9.17%の発現が変化した。遺伝子発現の減少は、それらの遺伝子の メチル化と関連しており、シナプス伝達と神経分化に関与する遺伝子では低メチル化が認められた。[ 8 ]
DoyleとKiebler [ 9 ]が述べているように、 「成熟した脳では、完全に極性化したニューロンの樹状突起へのmRNAの局在化は、明確な機能を果たしている。樹状突起スパインに特定の転写産物と翻訳機構全体が存在することは、局所的な翻訳が活動依存的に制御されている可能性を示唆している。」
RNP顆粒の神経変性疾患は遺伝子変異によって引き起こされます。RNP顆粒は、異なる種類のmRNAを厳密な翻訳制御下で貯蔵します。RNA結合タンパク質に結合した神経細胞のRNP顆粒は、神経発達障害、神経変性障害、または神経精神障害を引き起こす兆候を示します。これらの疾患の1つとして、小型核リボ核タンパク質（snRNP）に影響を与える脊髄性筋萎縮症（SMA）が挙げられます。まだ不明ですが、神経変性疾患とRNP顆粒の恒常性の変化を結びつける証拠が増えており、RNPの低形成および過剰形成疾患の概念が生まれています。RNP顆粒の過剰形成は、RNA結合タンパク質の変異とRNAのヌクレオチド反復配列の伸長という2つの影響によって引き起こされる可能性があります。RNP顆粒成分の過剰形成の影響を受ける別の神経変性疾患として、筋萎縮性側索硬化症（ALS）があります。神経細胞はRNP構成要素の低形成または過剰形成に対してより感受性が高いものの、完全な変異プロセスに関してはまだ多くのことが不明である。[ 10 ]
神経細胞のRNP顆粒は、遺伝子発現を区画化する柔軟な時空間制御によって組み立てられ、調節される。今日存在する高度な技術は、神経細胞のRNP顆粒の挙動を解明するのに役立っている。最近の試験管内研究では、これらのRNP顆粒の動的な特性と構造は流動的であり、液液相分離によって生成されることが発見された。[ 10 ]顆粒成分の翻訳後修飾（PTM）は、凝縮と溶解の両方を行うことができる結合親和性を調節する手段を持っている。