研究者らは、新しく受精した卵のDNAがゲノム活性化前に構造化された3Dスキャフォールドを形成することを発見し、長年の仮定に挑戦した。Pico-Cという新しい技術を用いて、科学者らはキイロショウジョウバエの胚でこの組織をマッピングした。関連研究では、人間細胞でこの構造を乱すと、ウイルス攻撃を受けたかのような免疫応答が引き起こされることが示された。
数十年にわたり、科学者らは受精卵のDNAが胚の遺伝子が活性化するまで非構造的であると仮定してきた。これは、接合子ゲノム活性化（Zygotic Genome Activation）と呼ばれるプロセスである。しかし、Nature Geneticsに掲載された研究はこの見方を覆す。Medical Research Council Laboratory of Medical SciencesのJuanma Vaquerizas教授が率いたこの研究は、発生の最も初期段階でゲノムがすでに複雑な3D組織を示していることを明らかにした。 チームはPico-Cを開発した。これは、伝統的な手法よりも約10倍少ない材料でDNAの折り畳みをマッピングする高感度手法である。キイロショウジョウバエ（Drosophila）の胚に適用すると、受精直後にDNAがモジュールパターンでループと折り畳みを形成することが示された。この配置は、正確な遺伝子制御を可能にし、適切な細胞機能と異常の防止を保証する。 「ゲノムが目覚める前の時期を混沌の時代だと考えていた」と、筆頭著者のNoura Maziak氏は語る。「しかし、これまでになく拡大して見ると、実際には高度に規律正しい建設現場だ。ゲノムのスキャフォールドは、『オン』スイッチが完全に押されるずっと前に、精密でモジュール式に構築されている。」 キイロショウジョウバエでは、受精後最初の数時間で胚が急速に分裂するため、このような研究に理想的だ。結果は、この初期構造が発生に不可欠であることを示唆する。 Nature Cell Biologyに掲載された伴う研究では、ETH ZürichのUlrike Kutay教授ら人間の細胞を調べた。3D構造を安定させる分子アンカーであるLBRやLAP2を除去するとゲノムが崩壊した。細胞はこれをウイルス侵入と誤認し、先天免疫系を活性化し、炎症や疾患を引き起こす可能性がある。 「これら2つの研究は完全な物語を語っている」とVaquerizas氏は述べる。「最初の研究は、生命の始まりにゲノムの3D構造が慎重に構築される様子を示す。2番目は、その構造が崩壊した場合の人間の健康への壊滅的な結果を示す。」 この研究はMedical Research CouncilとAcademy of Medical Sciencesの資金による。両研究とも2026年に発表された。
