コールド・スプリング・ハーバー研究所の研究チームは、MYRF-1とLIN-42というタンパク質が関与するフィードバック回路が、線虫C. elegansの幼生期の発生を推進する遺伝子活性の全体的なバーストを制御していることを報告しました。
コールド・スプリング・ハーバー研究所の研究者らは、微小な線虫であるCaenorhabditis elegansにおいて、個体の成長段階が正確な順序で進行する仕組みを解明する、中心的な発生タイミング調節機構を特定したと発表しました。研究チームによると、MYRF-1とLIN-42という2つのタンパク質がフィードバック回路を形成しており、この回路が線虫の成長に伴って生じる遺伝子発現パルスのタイミングと持続時間を制御しています。これらのパルスは整然とした順序で発生し、同動物の4つの幼生期に対応しています。クリストファー・M・ハメル教授はコールド・スプリング・ハーバー研究所の声明の中で、「これはラチェットのような仕組みです。発生の過程で何度も遺伝子のオンとオフを繰り返しますが、最終的には一方向のみに進みます」と述べています。研究チームの報告によると、MYRF-1を阻害すると発生の進行が停止することから、この回路が段階的なプログラムを実行するために不可欠であることが示唆されました。また、彼らは今回の研究成果が、無限に繰り返されるリズムではなく、限られた一方向の発生イベントを調整するために設計された、この種としては初の「非反復的」な生物学的時計であると主張しています。この研究は『米国科学アカデミー紀要（PNAS）』に掲載されました。研究者らは、分子生物学実験とシーケンシング手法を組み合わせるとともに、タンパク質構造予測システムであるAlphaFoldを使用して、この回路の構成要素がどのように相互作用するかを解明しました。今回の研究は線虫を用いたものですが、著者らは、時間的な「アイデンティティ」の手がかりと発生上のチェックポイントを結びつけるメカニズムの特定は、他の生物においてタイミングシステムがどのように機能不全に陥るかを考える助けになるはずだと主張しており、この視点は成長や発生に関連する疾患の理解にもつながる可能性があると述べています。
