miRNAとmRNAの統合解析

miRNAとmRNAの関係と統合解析

microRNA(miRNA)は、22塩基前後のnon-coding RNA(タンパク質にならないRNA)の一種であり、mRNA(coding RNA)の3’UTRに配列相補的に結合することにより、その遺伝子の発現を調節することが知られており、全遺伝子の30-50%がこの制御を受けていると言われています。miRNAの制御メカニズムには、転写産物分解と翻訳阻害がありますが、本手法は転写産物分解に焦点をおいた解析手法となります。

miRNAとmRNAの関係と統合解析

miRNAの制御メカニズムは、3’UTR配列に対して約70%の相同性があれば制御が行わると言われており、融通性の高い制御機構です。このため、1つのmiRNAが多数のmRNAを制御しており、逆に言うと、mRNA自体も複数のmiRNAの制御下におかれているため、miRNA-mRNAの制御、非制御の関係は1対1の関係ではなく、多数vs多数の複雑な関係が存在しています。

miRNAとmRNAの関係と統合解析

このため実際の解析には、miRNAとmRNAの網羅的な解析データとバイオインフォマティクス的なターゲット遺伝子の予測データを融合して解析を実施し、その関係性を論理的に効率良く絞り込んで考察をする必要があります。これが統合解析の概念です。

miRNAとmRNAの関係と統合解析

miRNAのデータ解析

通常は実験系の目的にあった変動miRNAの絞込みを行います。
例えば、以下のような手法を用いて目的とする変動miRNAをピックアップします。

  1. (1)発現比
  2. (2)群間での検定
  3. (3)クラスター解析

これらは通常のmiRNAの絞込みの手法です。
また、複数の実験系を実施している場合は、それらを組み合わせてより目的にあったmiRNAの絞込みを行います。

miRNAのデータ解析

Target候補の検索とmRNA解析データとの照合

miRNAデータの解析により選択されたmiRNAについてTargetScanでターゲット候補となる遺伝子(mRNA)をピックアップします。ターゲットと予測される遺伝子についてmRNAアレイデータと照合し、発現の関係性を確認します。

Target候補の検索とmRNA解析データとの照合