調節エレメントとは

調節エレメントregulatory elementsとは?

調節エレメントregulatory elementsは、分子ネットワークの連結性を決定し、DNAのループ化から転写、転写後、翻訳後の制御に至るまで、様々な規制プロセスを仲介します。ゲノムの機能には、エンハンサープロモーターなどの調節配列が重要な役割を果たしています。これらの調節要素がどのように機能するのかについては、多くの疑問が残されており、それらを特定することさえも大きな課題となっています。ゲノムワイドスケールでの制御要素のマッピングのための技術的な進歩と現在の課題を強調し、大規模なゲノムデータセットから制御ネットワークを再構築することにより、これらの要素を明らかにするための新しい手法も開発され、順次解明されつつあります。

調節エレメントは、分子ネットワークの連結性を決定し、転写、転写後、翻訳後のレベルで様々な調節プロセスを媒介します。遺伝子制御機構が初めて明らかにされたのは、1961年にJacobとMonodによって発見されたlacオペロンでした。それ以来、発生から刺激への応答、疾患に至るまでの様々な状況において、遺伝子発現を制御するための指示をコードする制御DNAがどのようにして存在するのかを理解するために、多くの研究がなされてきました。プロモーターやエンハンサーなどの調節要素として広くラベル付けされた特定のゲノム領域が、ゲノムの主要な調節要素となっています。これらの領域は、部位特異的な転写因子と相互作用して細胞型の同一性を確立し、遺伝子発現を制御し、ヒストン修飾、DNAメチル化、DNAループなどの特定のエピジェネティックを確立し、クロマチンの特徴を維持することに関連しています。転写因子を含むすべての遺伝子は、それ自体が調節エレメントによって支配されているため、転写因子、コファクター、クロマチン調節因子と調節DNAとの間の相互作用は、特定の遺伝子座における分子調節ネットワークを効果的に構築します。DNA調節エレメントの中心的な機能単位は転写因子結合部位(TFBS)であり、近年のハイスループットDNAシークエンシングによる技術の進歩により、個々の調節エレメントやTFBS配列を同定し、特徴づける能力が大幅に向上しています。

近年、調節性DNAの変化が疾患と関連していることがどんどん明らかになってきています。さらに、調節性DNAの変異、エピジェネティックな異常、構造的な変化ががんの分子病態に関与していることが明らかになってきています。

この記事の著者:仲田洋美医師
医籍登録番号 第371210号
日本内科学会 総合内科専門医 第7900号
日本臨床腫瘍学会 がん薬物療法専門医 第1000001号
臨床遺伝専門医制度委員会認定 臨床遺伝専門医 第755号