発見された「空間文法」コードがDNAに存在、遺伝子の活性制御の新たな仕組み解明へ。
ワシントン州立大学（Washington State University）とカリフォルニア大学サンディエゴ校の研究者らは、DNAに隠された新たな「空間文法」が遺伝子の活性制御の鍵を握ることを明らかにしました。この画期的な研究成果はNature誌に公開され、「Position-Dependent Function of Human Sequence-Specific Transcription Factors（位置依存的なヒト配列特異的転写因子の機能）」というタイトルで発表されました。この発見は遺伝子発現の仕組みや、発生や疾患における遺伝子変異の影響についての理解を根本的に変える可能性を秘めています。
転写因子の複雑な役割：活性化因子と抑制因子の機能を両立
転写因子（transcription factors）は、遺伝子が活性化されるか否かを調整する重要なタンパク質で、これまでは遺伝子の活性を「オン」「オフ」する役割を持つと考えられてきました。しかし、今回の研究は転写因子の役割がはるかに複雑であることを示しています。
「教科書には転写因子が活性化因子または抑制因子として作用する、と説明されていますが、実際にはそのように明確な区別ができるケースは驚くほど少ないのです」と、ワシントン州立大学分子生物科学部のサシャ・ダットケ博士（Sascha Duttke, PhD）は述べています。研究チームは、ほとんどの活性化因子が抑制因子としても機能することを突き止めました。
転写因子の位置と遺伝子の発現における「アンビエンス」
ワシントン州立大学の大学院生、ベイリー・マクドナルド氏（Bayley McDonald）によると、「もし活性化因子を取り除くと活性化が失われると考えますが、実際には50～60％のケースでしかそうならない」ことがわかりました。これが示すのは、転写因子の働きがその「位置」に大きく依存しているということです。
研究者らは、転写因子の働きがDNA上での位置や、転写開始点からの距離によって決まることを発見しました。例えば、転写開始点の上流に位置する場合、転写因子は遺伝子の活性化を促進しますが、下流に位置する場合は逆に抑制する働きを示します。
「転写因子が活性化因子として作用するか抑制因子として作用するかは、配置、つまり『アンビエンス』に依存しています」とダットケ博士は語ります。この発見は、遺伝子発現が言語の文法に似た規則に従っていることを示唆しています。
新たな「空間文法」が遺伝子発現研究に与える影響
カリフォルニア大学サンディエゴ校の准教授であり、この研究のシニア著者であるクリストファー・ベナー博士（Christopher Benner, PhD）は、この「空間文法」を取り入れることで、変異や遺伝的変化が遺伝子発現や疾患にどのように影響を及ぼすのか、より深い理解が得られると期待しています。
「この発見の応用範囲は非常に広く、少なくとも遺伝子発現の研究方法が根本的に変わるでしょう」とベナー博士は述べています。
写真：筆頭著者でワシントン州立大学獣医学部分子生命科学科助教授のサシャ・ダットケ博士（左）と、DNA鎖の画像の隣でポーズをとる共著者の一人である分子生命科学科博士課程の学生ベイリー・マクドナルド氏。
