世代から世代へと受け継がれる遺伝子発現パターンを制御するエピジェネティックな遺伝は、植物を含む多くの生物にとって非常に重要です。最近、新しい研究により、このメカニズムがどのように機能するかがさらに明らかになり、食料供給、農業、環境に重要な影響を与える可能性があります。
以前は、この遺伝は単に親から子へのの受け渡しであると考えられていましたが、そうではありません。一部の生物は、細胞に DNA の使い方を指示するのに役立つ化学マーカーを伝達します。この奇妙な関係については、次の段落でさらに詳しく理解してください。
エピジェネティックな遺伝
生物がエピジェネティックな遺伝の過程にあるとき、それは転移因子または「ジャンプ遺伝子」を形成し、活性化されると他の遺伝子を移動させて破壊することができます。このプロセスは危険を伴う可能性があります。ゲノムを保護し、これらの遺伝子を沈黙させるために、細胞はメチル化と呼ばれるステップを通じて DNA 上の特定の部位に調節マーカーを付けることができます。
発表されたばかりの新しい論文によると、科学者たちは植物界の主要なモデル生物の1つであるシロイヌナズナのDDM1タンパク質を研究してきた。 DDM1 は、研究著者のロブ・マーティエンセンと元同僚によって 30 年前に発見されたで、DNA メチル化に重要な役割を果たしています。
植物の DNA はコンパクトなことが多いため、 パッケージングタンパク質と呼ばれるヒストンの周りに DNA を包み込むことがよくあります。しかし、ヒストンはメチル化を起こすための DNA へのアクセスをブロックする可能性があるため、これ自体が問題を引き起こす可能性があります。
研究者らは、その歴史を通じて、DDM1 がパッケージングタンパク質をすり抜けてメチル化が必要な側面を露出させることを好むことを発見しました。これは、ヨーヨーが紐の上を滑る様子にたとえられます。
新たな調査
研究者らは最近、このタンパク質がどのようにしてメチル化に関与する酵素への道を切り開くのかを正確に発見しました。この研究では、生化学、遺伝子、および電子顕微鏡実験を使用して、DDM1 がどのヒストンを置換するかを正確に特定し、関連するパッケージングタンパク質および DNA と相互作用する酵素の画像をキャプチャしました。
この研究を通じて、彼らはDDM1がどのように特定のヒストンに結合し、その結果、パッケージ化されたDNAを再構築するかを観察しました。また、DMM1 には特定のヒストンに対する親和性があり、これが世代を超えて重要なエピジェネティックな制御を維持するのに役立つことも明らかになりました。
花粉にのみ存在すると思われるヒストンは DDM1 に対して耐性があり、実際には細胞分裂中に置換として機能します。全体として、この発見は植物ベースだけでなく、人間の世界にも伝わる可能性があります。 DNAメチル化を維持するにはDMM1様タンパク質も必要であるため、今回の新しい研究は、ヒトのタンパク質がどのようにしてゲノムの機能を維持し、無傷なままであるかを明らかにするのに役立つ可能性がある。