分子生物学：2通りの独立した転写開始コードが脊椎動物のコアプロモーター上に重複して存在する
Nature 507, 7492 doi: 10.1038/nature12974
コアプロモーターは、転写開始点（TSS）周囲のDNA塩基配列であり、さまざまな調節シグナルを通して基本転写因子を誘導し、転写を開始させる。DNA塩基配列とクロマチンシグナルの特性と因果関係が、RNAポリメラーゼIIによる大半のTSSの選択を制御するが、その仕組みについてはよく分かっていない。脊椎動物の生活環では、卵子から受精卵への遷移においてトランスクリプトームレパートリーの最も著しい変化が見られる。ゼブラフィッシュの初期胚発生は、転写の起こらない一連の細胞周期を特徴とし、これは卵子から受け継がれた遺伝子産物により調節されている。10回目の細胞周期で受精卵ゲノムの活性化が始まり、これは中期胞胚遷移と呼ばれる。この遷移は、TSS選択の規則と、転写開始と主要なクロマチン修飾を結び付ける事象のヒエラルキーを研究する上で、またとない機会である。我々はCAGE（cap analysis of gene expression）法を用い、ゼブラフィッシュ初期胚発生におけるTSSの使われ方を高分解能で解析するとともに、H3K4me3で標識されたプロモーターと関連したヌクレオソームの位置を決定した。本研究では、母性から胚性のトランスクリプトームへの遷移が、転写開始を決める根本的に異なる2つの様式間での切り替えを特徴とすることを示す。この切り替えがTSSの使い方とプロモーターの形状の動的な変化を促す。母性特異的TSSの選択には、A/Tに富んだ（Wボックス）モチーフが必要であり、その後、胚性TSS選択の文法に置き換えられる。胚性TSS選択は、ジヌクレオチドに富んだ、より広いパターンを特徴とし、下流（+1）にある最初のヌクレオソームに正確に位置する。H3K4me3に標識されたヌクレオソームの発生における変化からは、胚性転写前のプロモーターにおけるDNA塩基配列に関連した位置決定と、その後の胚性TSSの下流の最終的な位置への転写非依存的な調整が明らかになった。TSSを定義する2つの文法が、恒常的に発現している遺伝子のコアプロモーターに共存しており、これらは物理的に重なり合っていることも多く、2つの調節環境においてそれらの遺伝子の発現を可能にする。重複したコアプロモーター決定要因を分析したことで、さまざまな調節状況におけるプロモーターの構造と機能に関する将来的な研究についての枠組みが示された。
