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バイオエンジニアが折り畳みゲノムを解明

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August, 2, 2019, University Park--ゲノムは、身体の全ての細胞で同じである。しかし、この密集状態の遺伝子材料は、各細胞で常に同じ形状に折り畳まれているわけではない。その折り畳みパタンは、遺伝子が活性化されてタンパク質を作る多様性につながる。

 ゲノムは、数珠つなぎになったストリングと考えることができ、個々のビーズが遺伝子を表す。Nature Methodsで報告した、ペンシルバニア州立大学工学部バイオエンジニアリング部、Jennifer Phillips-Cremins准教授は、研究チームリーダー。チームは、そのストリングの両端をまとめ、それを特殊な形状にするために光を使った。狙いは、一定の遺伝子が、相互に物理的に直接接触することである。どの遺伝子が接触するかをコントロールすることで、研究チームは、構成の違いがどのように、身体で表現される遺伝子の異なる組合せにつながるかを判断したいと考えている。

ゲノム形状操作のこの領域は、「3Dエピジェネティクス」として知られ、Phillips-Creminsは,最前線の研究者の1人である。同氏のチームの光誘起折り畳み法は、光活性化動的ルーピング(LADL)として知られており、数時間でゲノムを特殊なループに折り畳む。ループは一時的であり、簡単に取り消せる。Phillips-Cremins研究室の以前の研究は、これらルーピング機構が、ある神経発達疾患で重要な役割を担う可能性を示唆している。この迅速な新しい折り畳みツールは、いずれ、さらなる研究、治療にさえ役立つ可能性がある。

「ゲノム-構造関係の短時間での理解は重要である。遺伝子発現の空間時間制御が、確実な人間発達に重要であり、遺伝子の誤発現は人の病気になるからである」とPhillips-Creminsは言う。「光によるゲノムトポロジーエンジニアリングは、この関係の原因-結果を理解する新たな可能性を開く。さらに、長期的には、光の利用により、特殊なヒト組織を標的にし、脳の特殊ニューロンサブタイプのルーピングさえ制御できる」と同氏は話している。

(詳細は、https://penntoday.upenn.edu)