＜企画者の言葉＞
さまざまな生物種におけるゲノム塩基配列の解読が完了した今，「生命活動を支えるプログラム」の全面的解明 につながる次の大きなステップは，膨大な数の小分子RNAの生合成経路，機能，そしてこれらの分子経路を調節する制御ネットワークを理解することにある．ゲノム情報発現における小分子RNAの役割が急速に明らかになりつつある今，本特集では，この分野における現状および将来展望ついて，多生物種にわたり概説 する．（塩見美喜子）
哺乳類において，small RNA研究はmiRNA（microRNA）を中心に行われてきており，他のsmall RNAはあまり知られていなかった．しかしながら，最近，miRNAとは異なる２つのsmall RNAが，生殖細胞において発見された．１つは，精巣で発現するpiRNA（piwi-interacting RNA）である１）〜５）．piRNAは大体24〜32塩基で，20〜22塩基のmiRNAより長く，その生合成経路もmiRNAの経路とは全く異なっている．もう１つは，卵細胞で発現するsiRNA（small interfering RNA）である４）．これはレトロトランスポゾンに対する配列をもっており，その抑制に働いていると考えられる．
piRNAは，新しく同定されたsmall RNAであり，生殖細胞特異的に発現すること，PIWIファミリーのタンパク質と結合すること，などが報告されている．マウスPIWIファミリーの１つであるMILIは，精子形成過程で発現し，そのホモ変異マウスは減数分裂初期に精子形成が停止し不妊になる．また，MILI欠損マウスの精巣においては，レトロトランスポゾン遺伝子のサイレンシングの解除が認められた．精子形成過程におけるpiRNAの発現やDNAメチル化の解析などから，MILIはpiRNAを介しメチル化を制御することにより，レトロトランスポゾンの転写制御に関与していると考えられる．一方，もう１つのPIWIファミリータンパク質であるMIWIは，piRNAを介して主として転写後調節に関与している可能性が高い．
RNAサイレンシングは，小分子RNAが標的認識分子として介在する遺伝子発現抑制機構である．RNA サイレンシングにおいて中心的な役割を担うタンパク質はArgonauteである．ショウジョウバエにはArgonauteをコードする遺伝子が５つ存在する．AGO1とAGO2がどの組織においても恒常的に発現する一方，Piwi，Aubergine，およびAGO3は，生殖細胞特異的に発現する．AGO1およびAGO2がそれぞれmicroRNA，siRNAを介してRNAサイレンシング機構において機能することから，Piwi，Aubergine，AGO3も生殖細胞特異的に起こるRNAサイレンシング機構において機能するであろうと推測できる．最近，この仮説を裏付けるデータが急速に蓄積しつつある．
small RNAを介したRNAサイレンシング経路の基本的なしくみは，動物から植物まで真核生物に広く保存されている．植物では近年，ta-siRNAやnat-siRNAといった新しい種類のsmall RNAの存在が次々と報告されている．これらのsmall RNAが動物にも存在するかどうかは現在検討されているが，植物におけるsmall RNAの多様性および重要性が示唆される．現在いくつかのグループで進行中のsmall RNAの大規模なシークエンシンングが進行中で，植物において今後も新規small RNAの発見が大いに期待される．
microRNA（miRNA）は，内在性の約22塩基の小分子RNAであり，自身と相補的な配列をもつmRNAからのタンパク質合成を翻訳・mRNAの安定性レベルで抑制する．これまでに多くの生物で膨大な数のmiRNA遺伝子が同定，予測されており，その数はヒトの総遺伝子の４％を占めるとも見積もられている．しかしながら，その生理機能についてはまだほとんど明らかになっていない．本稿ではゼブラフィッシュを用いたわれわれの研究グループの結果に焦点を当て，miRNAの作用機序と多細胞生物の初期発生における役割について解説する．
siRNAやmicroRNAなどのsmall RNAは，比較的長い二重鎖RNAから生成された後，標的遺伝子へと結合し，その発現量を調節している．しかし，small RNA自身の発現量や標的遺伝子への結合能力を調節するメカニズムに関しては，依然として不明な点が多い．一方，アデノシンをイノシンへと置換するRNA編集は，その標的が二重鎖RNAであるため，最近，small RNAの機能制御に重要な役割を果たしていることが明らかになってきた．本稿では，RNA編集についての概論と，small RNAの発現・機能へのかかわりについての最近の知見を紹介する．