細胞生物学：核内のゲノム区画化が、バイバレントなクロマチンの活性を制御する
Nature 657, 8131 doi: 10.1038/s41586-026-10832-w
核ゲノムは、大きな染色体ドメインが、放射方向の周縁部にある核ラミナや核質内の核スペックルなどの核内区画と物理的に結合することによって、三次元構造として空間的に組織化されている。しかし、高次の空間的ゲノム構造が、ヒトの発生をどのように調節するのかはこれまで見過ごされており、クロマチン状態と核内ゲノム区画化の相互作用についてもほとんど解明されていない。今回我々は、妊娠中期のヒト皮質から単離した神経発生細胞系譜の細胞を用い、ゲノムと核ラミナおよび核スペックルとの相互作用を示す高分解能地図を作成した。その結果、核内ゲノム区画化、クロマチン状態、転写の間に密接な関連があることが明らかになった。皮質のニューロン発生の際には、核内ゲノム区画化が大規模に再編成され、数百のニューロン遺伝子が核ラミナから核スペックルへと再配置された。その中には、ヒストンH3のリシン27トリメチル化（H3K27me3）とリシン4トリメチル化（H3K4me3）についてバイバレントな、重要な神経発生関連遺伝子が含まれる。核ラミナでは、バイバレント遺伝子の発現が極端に低いが、核スペックルへ移動すると、バイバレントなクロマチンがH3K4me3のモノバレント状態へと解消されることが促進され、転写量が8倍以上に亢進した。さらに我々は、核ラミナ内に組み込まれたバイバレント遺伝子を、低発現かつ活性化待機状態に維持しているのがH3K27me3の存在ではなく、核周縁部との距離の近さであることを実証した。我々は、この核ラミナの転写抑制環境は、転写伸長装置が核周縁部から空間的に隔離されていることと関連していることを見いだした。これらの結果は、遺伝子のエピゲノム制御を理解するには、その遺伝子の空間的位置を知る必要があるというパラダイムを確立する。
