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システム生物学：交差する転写ネットワークが遺伝子調節の進化を制限する
Nature 523, 7560 doi: 10.1038/nature14613
エピスタシス（異なる遺伝子座間の非相加的相互作用）は進化の経路を制限しており、ある経路は阻害し、ある経路は許容する。転写回路などの生物学的ネットワークでは、こうした制限の性質やそれらがもたらす影響についてはほとんど分かっていない。今回我々は、酵母の接合フェロモンに対する応答を制御する転写ネットワークの進化経路について報告する。このネットワークの成分の1つである転写調節因子Ste12は、その標的遺伝子群に対して2種類の異なる結合様式を進化させてきた。1つの酵母種群ではSte12はDNAの特異的な結合部位に結合するが、別の酵母系統ではDNAとの結合は間接的で、第2の転写調節因子に依存してDNAを認識する。我々は、考えられるさまざまな進化上の中間体を構築することで、DNAへの直接結合という様式の進化が、祖先の酵母にとっては直接利用できる経路ではなかったことを明らかにした。この様式の進化は、異なる機能を持った重なりのある転写ネットワークに系統特異的に起こった変化、すなわち細胞型の指定に付随していた。これらの結果は、シス調節領域の進化を解析し予測するには、重なりのあるネットワーク内でのシス調節領域の位置を解明する必要があることを示している。この位置が、取り得る進化経路を制限するからである。
