DNAには体の青写真が含まれていますが、それは生きた文書です。デザインの調整は、エピジェネティックマークを使用して行うことができます。
エピジェネティックマークは、基本的な遺伝暗号を変更しないDNA塩基の修飾ですが、ゲノムとともに継承できる追加情報をその上に書き込みます。
エピジェネティックマークは通常、遺伝子発現を調節し、特に発生の初期または体にストレスがかかっているときに遺伝子をオンまたはオフにします。また、ゲノムの完全性を脅かす可動要素であるジャンプ遺伝子を抑制することもできます。
ヒトおよび他の真核生物では、2つの主要なエピジェネティックマークが知られています。現在、MBLの科学者は、以前はバクテリア、ヒルガタワムシ、小さな淡水動物でのみ知られていた3番目の新しいエピジェネティックマークを発見しました。この基本的で驚くべき発見は、ネイチャーコミュニケーションズで報告されています。
2008年に、ヒルガタワムシは外来遺伝子をつかむのに非常に優れていることがわかりました」と、この研究の上級著者であるイリーナアルヒーポワは述べています。約6000万年前のワムシが、以前には存在しなかった新しいエピジェネティックマークを導入することを可能にする細菌遺伝子を誤って拾い上げたことがわかりました。水平伝播された遺伝子が真核生物の遺伝子調節システムを変化させることが示されたのはこれが初めてです。
これは非常に珍しいことであり、以前に報告されていません。水平伝達された遺伝子は、調節遺伝子よりも操作可能な遺伝子であることが好ましいと考えられている。既存の規制システムはすでに非常に複雑であるため、単一の水平伝達された遺伝子がどのように新しい規制システムを形成するかを想像することは困難です。
信じられないほどです」と共著者のイリーナ・ユシェノバは述べています。過去のどこかで、細菌のDNAの断片が真核生物のDNAの断片と誤って融合したことを想像してみてください。それらの両方がワムシのゲノムに参加し、機能的な酵素を形成しました。研究室でも簡単なことではなく、自然に起こりました。そして、この複合酵素はこの驚くべき調節システムを作り出し、ヒルガタワムシはこれらすべてのホッピングトランスポゾンを制御するためにそれを使い始めることができました。それは魔法のようなものです。
科学者たちは、トランスポゾン（ゲノム内で移動または転置および複製できる生物のDNAのセクション）がゲノム内を飛び回るのは望ましくないと述べています。それらはすべてを台無しにするので、あなたはそれらを管理下に置く必要があります。そして、これを達成するためのエピジェネティックなシステムは、動物によって異なります。この場合、細菌からヒルガタワムシへの遺伝子の水平伝播は、これまでに説明されていない動物の新しいエピジェネティックシステムを作成しました。
イリーナ・アルヒーポワ氏によると、ヒルガタワムシは主に無性生殖を行うため、特にトランスポゾンを制御する必要があります。
無性の系統は、有害なトランスポゾンの拡散を抑制する手段が少ないため、保護の層を追加することで、突然変異の危機を防ぐことができます。確かに、トランスポゾンの存在量は、ゲノム防御システムにこの余分なエピジェネティック層を持たない性的真核生物よりもヒルガタワムシの方がはるかに少ないです。
真核生物の2つの既知のエピジェネティックマークでは、メチル基がDNA塩基、シトシンまたはアデニンに追加されます。新たに発見されたマークもシトシンの修飾ですが、メチル基の明確な細菌のような配置で、一般的なエピジェネティックマークが初期の真核生物に現れた20億年以上前に本質的に進化のイベントを繰り返します。
ヒルガタワムシは非常に弾力性のある動物です。それらは数週間または数ヶ月で完全に乾き、水が利用可能になると生き返ることができます。乾燥段階で、それらのDNAは多くの断片に分裂します。
彼らが再水和するか、さもなければ彼らのDNAの端にアクセスできるようにするとき、これは摂取されたバクテリア、菌類または微細藻類からの外来DNA断片がワムシゲノムに移されることを可能にするかもしれないとIrinaArkhipovaは言いました。科学者たちは、ワムシのゲノムの約10パーセントが後生動物以外の供給源に由来することを発見しました。
それでも、科学者たちはワムシのゲノムに細菌のメチルトランスフェラーゼに似た遺伝子を見つけて驚いた（メチルトランスフェラーゼはDNAのメチル基の転移を触媒する）。この遺伝子がこの新しいトランスポゾン抑制機能の原因であると仮定し、過去6年間、これが実際に当てはまることを証明してきました」とIrinaArkhipova氏は述べています。
ワムシにおけるこの新しいエピジェネティックシステムの発見がどのような意味を持つのかを知るにはまだ時期尚早です。
良い比較は、バクテリアのCRISPR-Casシステムであり、これは基礎研究の発見として始まりました。 CRISPR-Cas9は現在、他の生物の遺伝子編集ツールとして広く使用されています。
2022-03-05 03:53:56
著者: Vitalii Babkin