Research press release


Nature Genetics

Gene elements that control cell evolution

細胞の形質転換過程や細胞が前駆体から成熟細胞に発達する過程を制御する複数の遺伝因子の根底にあるネットワークが、3つの大規模研究によって解明された。その成果を報告する論文が、Nature Genetics(電子版)に掲載される。


理化学研究所の林﨑良英とP Carninci、そしてクインズランド大学(オーストラリア)のJ Mattickがそれぞれリーダーとなった研究グループは、哺乳類ゲノムの機能解析(FANTOM4プロジェクト)の一環として、塩基配列を精密に解読する技術を用いて、細胞発達過程で生じる遺伝子発現の変化をゲノムワイドに評価した。Carninciのグループは、反復する可動性因子のゲノムワイドな発現に関して新知見をもたらした。Carninciらは、これまで知られていなかった250,000以上の転写開始部位が同定し、それに加えて、反復配列が、隣接する遺伝子全体の発現に与える機能的な影響を明らかにした。また、Mattickのグループは、活性な遺伝子の転写開始部位に位置する、新しいクラスの進化的に保存された短鎖RNAの同定という興味深い成果をもたらしている。ここに林﨑グループの先駆的研究が加わって、今回の3グループの研究は、成長途上の未成熟細胞から正常に機能する成熟細胞への切り替えを支える動的制御の枠組みを包括的に解明している。

Three large studies unravel the network underlying the genetic elements that control how cells transform and evolve from precursors to mature cells, as reported online in this week's Nature Genetics.

The complete development of functional organs relies on compatibility between immature cells that are still growing and mature cells that have acquired a specific function. Understanding the switch between growth and specified functions has been elusive, until now.

Three independent groups led by Yoshihide Hayashizaki, John Mattick, and Piero Carninci, part of the FANTOM4 project, have utilized in-depth sequencing technologies to evaluate genome-wide changes in gene expression that occur during cell development. One finding from the Carninci group is the genome-wide expression of repetitive mobile elements. These authors identified over 250,000 previously unknown gene expression start sites as well as the functional consequences of the repetitive elements on the global expression of neighboring genes. Another interesting finding from the Mattick group is the identification of a novel class of evolutionarily conserved short RNAs that are located at the start sites of active genes. Together, with the pioneering work from the Hayashizaki group, these studies collectively provide a comprehensive look at the dynamic regulatory framework that supports the switch from immature growing cells to mature functioning cells.

doi: 10.1038/ng.375

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