遺伝子同士の距離変化が発現を調節する新たな仕組みを発見

~疾患の発症原因解明や治療標的発見への応用に期待~

生体防御医学研究所
落合 博 教授

ポイント

・遺伝子発現を制御する要因として、遺伝子間の近接性がどのように働くかはこれまで未解明
・本研究では、遺伝子の近接変化が発現動態に影響を与える新たなメカニズムを発見
・本発見は、遺伝子発現制御の理解を深め、将来の遺伝子治療技術の発展への貢献に期待

概要

 従来、遺伝子の発現調節には、エンハンサー(遺伝子発現を促進する領域)やプロモーター(発現の開始点)といったDNA領域が互いに近接することが重要とされてきました。しかし、これらの領域の動的な近接性が発現の変動に与える影響は十分には解明されていませんでした。特に、発現が活発な遺伝子周辺でのエンハンサーとプロモーターの距離の変化が、どのように転写活性と結びつくのかは未知の領域でした。
本研究では、遺伝子間の距離の変化が発現の動態を調整する新たなメカニズムを解明しました。遺伝子発現の調節メカニズムの理解は、疾患の発症原因や治療標的の発見に直結する重要な研究領域です。
九州大学生体防御医学研究所の落合博教授、大石裕晃助教、大川恭行教授らの研究グループと、理化学研究所の新海創也上級研究員、大浪修一チームリーダー、広島大学の山本卓教授らの研究グループは、マウス胚性幹細胞を用いて、エンハンサーとプロモーターが遺伝子発現に与える影響を調べました。この研究には、seq-DNA/RNA/IF-FISH解析と呼ばれる先進的なイメージング技術に加え、数理シミュレーションも利用しました。その結果、特定の遺伝子が活発に発現しているとき、周辺の特定DNA領域が近接し、さらに転写関連因子が集積することを確認しました。この集積が遺伝子発現を促進する可能性が示唆され、遺伝子発現制御の新たな視点を提供すると考えられます。
今回の発見は、遺伝子発現の基礎的理解を深めると同時に、将来的な遺伝子治療や創薬分野への応用が期待されます。また、同様のメカニズムが他の遺伝子や細胞種でも見られるかを検証することで、疾患治療に役立つ新たなアプローチの開発につながる可能性もあります。

本研究成果はアメリカの科学雑誌「Science Advances」に2024年12月7日午前4時(日本時間)に掲載されました。

お問い合わせ先

生体防御医学研究所 落合 博 教授

詳細

本研究の詳細はこちらをご参照ください。

《1/15開催》JST RInCA「『空飛ぶクルマ』の社会実装において克服すべきELSIの総合的研究」最終成果報告会

小笠原諸島で独自の進化を遂げたと考えられるメイガ2新種を発見!

関連記事

  1. 脳内で働く神経・免疫細胞間コミュニケーションの新…

    ~今まで治療法がなかったSandhoff病の発症メカニズムの解明と治療法の確…

  2. 超高速スピン変換により有機発光分子の励起一重項・…

    〜有機ELデバイスの高輝度・高効率化に成功〜 九州大学稲盛フロンティ…

  3. 【8/3開催】九大フィル オープンキャンパスコン…

    ~オープンキャンパスに合わせてのミニコンサートで、大学や学部だけではない九大…

  4. 令和6年度科学技術分野の文部科学大臣表彰「科学技…

    令和6年度科学技術分野の文部科学大臣表彰「科学技術賞」及び「若手科学者賞」受…

  5. 新型コロナウイルス感染者隔離を終了するのはいつが…

    〜 数理モデルに基づいた隔離戦略の提案 〜ポイント・いまだ感染性…

  6. リボソームはニワトリ筋肉細胞の増殖を亢進する

    〜細胞農業製品の効率的な産生に期待〜基幹教育院太田 訓正 教授ポ…

  7. 【発表者募集】2040年の研究人材になろう!イノ…

    未来を担う若者のための研究発表シンポジウム「イノベーションユース2040」を…

  8. 分子性量子ビットの量子重ね合わせ状態が化学物質に…

    工学研究院楊井 伸浩 准教授ケミカル量子センシングの実現への重要な一…