ゲノミクス：アフリカトリパノソーマにおける抗原発現階層性を決定するゲノム因子

抗原変異は多くのさまざまな病原体が用いる免疫回避戦略であり、感染期間を通じて、異なる抗原の発現が周期的かつ非無作為的に切り替える。観察される抗原発現の階層性が達成される仕組みについては、これまで未解明であった。この過程を解明する上での重要な問題は、このスイッチ事象時に個々の細胞でのトランスクリプトーム変化や潜在的なゲノム再編成を追跡できないことである。本論文で我々は、モデル寄生性原虫であるブルーストリパノソーマ（Trypanosoma brucei）に対して、高感度単一細胞RNA塩基配列解読法を確立したことを報告する。この方法によって、スイッチ事象時に個々の細胞で起こるゲノム再編成が明らかになった。我々のデータは、抗原スイッチングの重要な引き金である、転写された抗原コード遺伝子での二本鎖切断後、修復機構のタイプやその結果として起こる抗原発現が、ゲノムにおける相同組換え修復の鋳型の利用可能性に依存することを示している。そのような鋳型が利用可能なときは、修復は断片的な遺伝子変換を経て進行し、新たなモザイク状の抗原コード遺伝子を作り出した。逆に、適切な鋳型が存在しない場合、ゲノムの別の部分から、テロメアに隣接する抗原コード遺伝子が、切断誘導性複製によって活性化された。我々の結果によって、抗原選択機構では修復塩基配列の利用可能性が重要な役割を担っていることが明らかになった。さらに我々の研究は、高感度単一細胞RNA塩基配列解読法が、単一細胞レベルでの転写変化を促すゲノム再編成を検出する能力を有していることを実証している。

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