二本の新しい論文は、ユーラシアに分布するコモンシュリューが冬を生き延びるために脳や他の臓器を縮小する分子機構を詳述しています。研究チームは染色体規模のゲノムアセンブリと季節ごとの脳トランスクリプトームを組み合わせ、遺伝的構造と季節的な遺伝子発現の変化を結び付けました。
Genome Researchに掲載された研究では、秋から冬にかけて酸化的リン酸化の制御変化や脂肪酸代謝の増加が観察され、糖新生に関わる遺伝子の冬季発現が上昇していることが報告されました。研究者らはさらに、細胞の代謝調節と恒常性に関わるFOXOシグナル伝達の増加を見つけ、糖新生とFOXOの過剰発現が脳や臓器の縮小を駆動する中心的要因であると結論付けています。
Molecular Biology and Evolutionの論文は、染色体の配置や再配列がこの可塑性にどう寄与するかを検討しました。研究は、Dehnelの現象に関与すると考えられる新たな遺伝子発現変化を発見し、正の選択や海馬での発現差を示す遺伝子が、破断が起きやすい開放的な染色体領域に過剰に存在することを報告しています。著者らは染色体再配列が適応的進化と脳サイズ可塑性の制御に不可欠だと示唆しました。
研究の上級著者Liliana M. DE1valosは、同じ遺伝情報が異なる構造を生む例として遺伝的可塑性を指摘し、ゲノム配列がこのシュリューの冬期の可塑性と進化的適応に寄与していると述べました。筆頭著者William R. Thomasは、染色体再配列と縮小・再成長サイクルで変化する遺伝子の関連を指摘し、これらの遺伝子がヒトにも存在することから関連研究が人間の代謝や脳の健康理解に役立つ可能性があると付け加えました。
- 共同研究機関: John Jay College of Criminal Justice
- Max Planck Institute of Animal Behavior
- Aalborg University, Universitat Autonoma de Barcelona
難しい単語
- 可塑性 — 環境や条件で形や機能が変わる性質脳サイズ可塑性, 遺伝的可塑性
- 酸化的リン酸化 — 細胞でエネルギーを作る化学反応の過程
- 糖新生 — 脂肪などから新しい糖を作る代謝過程
- FOXOシグナル伝達 — 細胞の代謝や恒常性を調節する経路
- 染色体再配列 — 染色体の構造や並びが変わる変化
- トランスクリプトーム — ある時点での細胞の全てのRNAの集合脳トランスクリプトーム
- ゲノムアセンブリ — 染色体全体のDNA配列を組み立てたもの
- 遺伝子発現 — 遺伝子が働いて産物を作る過程
- 海馬 — 学習や記憶に関係する脳の部分海馬での発現差
- 正の選択 — 有利な遺伝子が増える進化の過程
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ディスカッション用の質問
- 染色体再配列が脳サイズ可塑性に関係するという結果は、人間の脳研究にどのような示唆を与えると思いますか。理由を述べてください。
- 冬に臓器を縮小する適応が医学研究にどう役立つか、具体例を挙げて説明してください。
- 季節ごとの遺伝子発現を調べる利点と限界を、この記事の内容に基づいて短く述べてください。
