科学者たちは、初期の胚発生において遺伝子発現のタイミングを正確に制御する、新たな遺伝的メカニズムである「調光スイッチ」を発見しました。この発見は、私たちの体がどのように形成されるのかをより深く理解し、病気の新たな治療法への扉を開きます。
MRC医学研究所のDr. Irène AmblardとDr. Vicki Metzisが率いる研究者たちは、発生中の胚において遺伝子がどのように制御されているかを研究しました。彼らは、胚の後端の形成に不可欠なCdx2遺伝子に焦点を当てました。生物のすべての細胞は同じ遺伝情報を持っていますが、特定の遺伝子を選択的に活性化および抑制することによって分化します。これは遺伝子発現と呼ばれるプロセスです。
研究チームは、Cdx2の発現の持続時間と強度を制御する、調光スイッチのように機能する特別なDNA要素を発見しました。この要素は、典型的なエンハンサーやサイレンサーとは異なり、遺伝子活性を微妙に調整します。マウス胚で遺伝子工学を用いて、この要素を改変し、Cdx2の発現のタイミングを変え、脊髄の形成に影響を与えました。
この「減衰器」要素は、転写因子およびクロマチンリモデリング複合体と相互作用することで機能します。この精密な制御は、他の重要な発生遺伝子にも適用できる可能性があります。この発見により、これまでにない時間的および空間的解像度で遺伝子活性をカスタマイズできるツールの開発が可能になります。
臨床的には、これは、必要に応じて遺伝子発現レベルを調整できる遺伝子治療につながり、潜在的に副作用を減らし、治療効果を向上させる可能性があります。この研究は、かつて「ジャンクDNA」と考えられていたゲノムの非コード領域が、現在では遺伝子発現の主要な調節因子として認識されていることを強調しています。この研究は、遺伝子発現が単にオンまたはオフになるのではなく、微調整された調節を伴うことを強調しています。