骨成長を制御する2700の遺伝子スイッチ：UNIGE研究者が提示する成人身長への洞察

Tokyoジュネーブ大学の科学者たちは、骨の成長を調節する重要な遺伝子配列を発見しました。哺乳類のゲノムのわずか3%が、生物学的機能や発育のためにタンパク質を作る遺伝子を含んでいます。これらの遺伝子は、エンハンサーと呼ばれる別の配列によって制御され、遺伝子のオン・オフを切り替えることができます。

研究者たちは骨の成長を制御する2,700のDNA部分を発見しました。この発見は、人々の身長が異なる重要な理由の一つを説明する手助けとなり、いくつかの骨の問題がなぜ起こるのかを示すかもしれません。

私たちの身長は、多くの場合、親から受け継がれています。一部の遺伝性疾患は、骨の成長に影響を与えることがあり、その理由が分からないこともあります。その原因は、遺伝子そのものではなく、これらの遺伝子を調節するゲノムの他の部分にあるかもしれません。

ジュネーブ大学医学部とジュネーブ遺伝学・ゲノミクス研究所の教授であるギヨーム・アンドレ氏が研究を主導しました。彼は、エンハンサーと呼ばれる小さなDNA配列がDNAからRNAへの変換を制御し、それによってタンパク質が生成されると説明しています。我々は骨形成に関与する遺伝子を既に知っていましたが、それらを調節する要因は分かっていませんでした。この研究はその調節メカニズムを理解するのに役立ちます。

彼らの研究成果は次の通りです：

• チームは革新的な技術を用いて、蛍光で発光する骨を持つマウスの胚を作成しました。
• これらの細胞を取り出し、骨の発達におけるエンハンサーの機能を調べました。
• 骨を作る遺伝子を制御する特定の調節配列を特定しました。
• これらのエンハンサーを無効化して、遺伝子活性化における役割を確認しました。

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マウスの幹細胞を使った新しい手法により、光る骨が作られました。この方法は、マウスの胚で骨を観察することを可能にし、研究のための細胞の分離を容易にしました。アンドレイ研究室で研究を行っているファブリス・ダルベレイ氏がこの部分の研究を主導しました。チームは、光る骨細胞内でDNAが密集しているクロマチンの活動を観察しました。

遺伝子活性化マーカーを使用して、DNAのどの部分が骨形成の遺伝子を制御しているかを特定しました。そして、制御部を無効化しながら主要な遺伝子はそのままにすることで、その結果を確認しました。遺伝子の活性化が停止した場合、それが正しい制御部分であることが示されました。

マウスの研究で、科学者たちは2,700の遺伝子スイッチを発見し、そのうち2,400は人間にも存在することが分かりました。染色体はDNAの長い鎖です。エンハンサーと呼ばれる特定のDNA領域が近くの遺伝子を制御しています。これらの領域とその調節対象の遺伝子は同じ染色体上で互いに近接しており、そのため効果的に相互作用できます。これらの領域の活動の違いは、人々の体の大きさの違いを説明するかもしれません。骨細胞の活動は骨の大きさや身長に直接関連しています。

多くの骨の病気は遺伝子配列の変化によるものではなく、ゲノムの調節領域の変化に関連している可能性があります。記録された事例では、遺伝子そのものではなく、これらの調節領域の変化が骨の病気を引き起こすことが示されています。遺伝子配列が正常に見える場合でも、多くの骨の病気が見過ごされる可能性があります。これらの調節領域の問題は、他の発達障害も引き起こすことがあるかもしれません。

この研究は、科学雑誌「Nature Communications」に掲載されています。