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遺伝:振動数によって調節を受ける核局在化バーストが遺伝子調節を協調させる

Nature 455, 7212 doi: 10.1038/nature07292

酵母では、転写因子Crz1は細胞外カルシウムに応答して脱リン酸化されて核内に移行する。今回我々は、微速顕微撮影法を用いて、Crz1が通常は2分間程度持続する、短時間の急激な核局在化(核局在化バースト)を起こし、これが個々の細胞で確率的に起こって下流遺伝子の発現につながることを示す。カルシウム濃度は局在化バーストの持続時間ではなく振動数を制御することは注目すべきである。また、このようなバーストの振動数調節によって、プロモーター特性とは無関係に、広いダイナミックレンジをもつ発現レベルにわたって複数の標的遺伝子の釣り合った発現が保証されていることも、解析モデルを用いて示す。この理論を、天然および合成のCrz1標的プロモーターを用いて実験的に確認した。別のストレス応答性転写因子であるMsn2にも、カルシウムストレス下でCrz1と似ているが相関性はほとんどない局在化バーストがみられることから、局在化バーストの振動数調節による制御は、細胞外のシグナルに対する複数遺伝子の反応を協調させるのに細胞が用いる一般的な制御戦略である可能性が示唆される。

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