転写因子 Transcription factor

転写因子とは?

転写因子とは、遺伝子DNA(デオキシリボ核酸)がRNA(リボ核酸)に転写されるかどうかを決定することで、遺伝子の活性を制御する分子である。
RNAポリメラーゼという酵素が、遺伝子のDNAを鋳型にして、RNAを合成する化学反応を触媒する。転写因子は、RNAポリメラーゼがいつ、どこで、どれだけ効率よく機能するかを制御する。
RNAポリメラーゼ

転写因子は、生物の正常な発育に加えて、細胞の日常的な機能や病気への対応にも不可欠である。転写因子は非常に多様なタンパク質ファミリーであり、通常は複数のサブユニットからなるタンパク質複合体で機能する。転写因子は、遺伝子のコード領域の上流に位置するDNAの特別な「プロモーター」領域に直接結合する場合と、RNAポリメラーゼ分子に直接結合する場合がある。転写因子は、遺伝子の転写を活性化したり抑制したりすることができ、これは一般的に、ある時点でその遺伝子が機能するかどうかの重要な決定要因となる。

真核生物においてRNAポリメラーゼが転写部位で機能するためには、基本的な転写因子が必要である。遺伝子の転写を活性化するために必要な最も基本的なタンパク質群と考えられており、TFIIA(転写因子II A)やTFIIB(転写因子II B)など多くのタンパク質が含まれている。基本転写因子複合体を構成する各タンパク質が果たす役割については、かなりの研究発展があった。

多細胞生物の発生過程において、転写因子は個々の細胞の運命を決定する役割を担っている。例えば、体の形成パターンを制御するホメオティック遺伝子は、細胞が体のさまざまな部分を形成するよう指示する転写因子をコードしている。ホメオティックタンパク質は、ある遺伝子を活性化し、別の遺伝子を抑制することで、生物の秩序ある成長に必要な相互補完的な効果を生み出す。ホメオティック転写因子のいずれかに変異が生じると、生物は正常に発生しなくなる。例えば、ショウジョウバエでは、特定のホメオティック遺伝子に変異があると、転写が変化して、触角ではなく頭部に足が生えてくることが知られている。

転写因子は、環境刺激や他の細胞からのシグナルなど、細胞外の情報に細胞が反応する際の一般的な方法である。転写因子は、細胞周期(または細胞分裂周期)に関与する遺伝子の活性に影響を与える場合、がんにおいて重要な役割を果たすことがある。さらに、転写因子は、がん遺伝子(がんを引き起こす能力のある遺伝子)または腫瘍抑制遺伝子(がんを抑制する遺伝子)の産物である可能性もある。

転写因子は、遺伝子が存在する核の中で機能しており、転写因子の核内輸送(インポートまたはエクスポート)が転写因子の活性に影響を与える。転写因子の活性を制御するもう一つの重要な一般的メカニズムは、リン酸化などの翻訳後修飾である。これらのタンパク質複合体は、他の転写因子の遺伝子や転写を制御するだけでなく、自分自身の転写を担う遺伝子を制御することもでき、複雑なフィードバック制御機構をもっている。

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