ダートマス大学の研究者らは、プラスミド内の遺伝子の配置、つまり「遺伝子構文」が遺伝子発現に大きな影響を与えることを発見しました。この発見は、単語の順序が文の意味に影響を与えるのと同じように、遺伝子の配置の重要性を強調しています。
遺伝子構文の重要性
Journal of Biological Engineeringに掲載されたこの研究は、遺伝子構文を変化させると、DNAに沿った転写機構の動き、複製と転写の間の相互作用、および遺伝子発現の変動性に影響を与えることを明らかにしています。研究者らは、細菌によく見られ、遺伝子機能を研究するために使用される小型の環状DNA分子であるプラスミドに対する遺伝子の順序と方向の影響を体系的に分析しました。
実験計画と結果
研究者らは、プロモーターとリボソーム結合部位を同一に保ちながら、異なる順序と方向で蛍光レポーター遺伝子を持つプラスミドを構築しました。その結果、遺伝子構文の変化が発現レベルと変動性に大きな違いをもたらすことが示されました。たとえば、緑色蛍光タンパク質（GFP）の発現は、その配置に応じて1.8倍以上変化しました。プラスミドの複製起点と同じ方向に整列した遺伝子はより高い発現を示し、タンデム遺伝子配向はより強い発現をもたらし、発散的な配向は遺伝子活性を抑制しました。
合成生物学への影響
遺伝子の順序を切り替えることも発現レベルを変化させ、位置と方向の両方が遺伝子の出力に影響を与えることを確認しました。これらの発見は、遺伝子構文が重要な設計要素であることを示しています。遺伝子構文を調整可能な変数として扱うことで、合成生物学者やバイオエンジニアは、遺伝子ツールの予測可能性と精度を向上させ、最適化された遺伝子工学技術とさまざまなアプリケーション向けのより効率的な遺伝子回路への道を開くことができます。