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トランスポゾンが注目される理由

多くの生物医学及び遺伝学研究はタンパク質及びタンパク質をコードする遺伝子の作用に着目しています。ただし、ヒトゲノムの30億の塩基対の中ではわずかな部分がタンパク質をコードできます。それに対して、転移因子 (TEs) は過半数のヒトゲノム及びマウスゲノムを含んでいます。ヒトゲノムは300-400万個のTE組み込み体があり、その数はタンパク質をコードする遺伝子より100倍くらいです。

TEsはまだよく理解されていなく、多数の研究者に無視されています。TEsは生物学の重要な側面を表し、力強いの研究と治療ツールになる可能性を持っています。これらの不思議なDNAはどこからのものでしょうか。どうして我々のゲノムの中に豊富に存在するでしょうか。TEsはどのように制御されているでしょうか。TEsは何ができるでしょうか。

Where? – 動物のゲノム内のほとんどのTEsは、生殖細胞系列にあるウイルスに由来していると考えられています。メンデル法則により、生物内遺伝になって、何かの原因で他の細胞に拡散する能力を失いました。正確に言いますと、TEはゲノム内にいる、形のないウイルスだと考えられます。ウイルスのように、TE配列には遺伝子或は少なくとも遺伝子の残遺物があり、TE配列の転写は細胞ゲノム内でTEのモビリゼーションを促進できます。

Why? – TEsは有害な影響がありますが、高等動物の進化には必要で、進化のモーターと呼ばれています。遺伝子再配列、遺伝子変異、制御配列、ゲノム組み換え、遺伝子複製、他の再配列などの処理によって、TEsは宿主種の多様性や可塑性を増幅できます。TEsは宿主と強制的に共進化でき、潜在的悪影響と好影響の間で絶妙なバランスを取っています。

How? –TEsがゲノムに修復できない損害を与えないように、宿主種及びTEsは改善した方法を用いて、TEの行動及びTE遺伝子の発現を控えます。多くの場合、TEsは非活性化状態に進化して、ただの非機能性DNA配列としてゲノムに存在します。他の場合では、ヒストン修飾及びDNAメチル化を介したエピジェネティックコントロールのような細胞メカニズム、配列特異的認識によるタンパク質及びRNAベースの制御因子によりTEsは抑制されます。

What? – TEsはより簡単なデザイン及びDNAシーケンスを移動できるなので、効果的な分子ツールとして使えます。長い年月にわたって、TEsは突然変異誘発のツールとして、特にショウジョウバエと植物関する遺伝学と分子生物学の研究者に多く使われています。最近では、哺乳類の研究と治療に使えるTEシステムが報告されました。その中でも、主要な例の一つがPiggyBacトランスポゾンです。PiggyBacトランスポゾンは活性化されると、様々な生物種にトランスポーズし、ゲノム変異を残さずに切り出すことができます。

Cyagen Biosciences はカスタマイズのマウス・ラットモデル受託サービスを提供しています。ノックアウト、ノックイン、トランスジェニック、 CRISPR/Cas9 と TALENのゲノム編集サービスなどが選択できます。それ以外、幹細胞関連製品、細胞培地とカスタマイズのウイルスパッケージングなども営んでいます。また、弊社のVectorBuilder はPiggyBacベクターを含む多様の分子工学サービスも提供してます。VectorBuilderを通じて、ご希望なりのベクターをデザインし、構築できます。レンチウイルス、AAVベクター、shRNA発現ベクター、CRISPR/Cas9ベクターなどは選択できます。

  

参考文献:

  1. Friedli M, Trono D. The Developmental Control of Transposable Elements and the Evolution of Higher Species. Annu Rev Cell Dev Biol. 2015 Nov 13;31:429-51.
  2. Muñoz-López M, García-Pérez JL. DNA transposons: nature and applications in genomics. Curr Genomics. 2010 Apr;11(2):115-28. 
  3. Rad R, Rad L, Wang W, Cadinanos J, Vassiliou G, Rice S, Campos LS, Yusa K, Banerjee R, Li MA, de la Rosa J, Strong A, Lu D, Ellis P, Conte N, Yang FT, Liu P, Bradley A. PiggyBac transposon mutagenesis: a tool for cancer gene discovery in mice. Science. 2010 Nov 19;330(6007):1104-7.
  4. Yusa K, Zhou L, Li MA, Bradley A, Craig NL. A hyperactive piggyBac transposase for mammalian applications. Proc Natl Acad Sci U S A. 2011 Jan 25;108(4):1531-6.

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