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遺伝子発現
遺伝子発現とは、遺伝子にコードされた情報が細胞内で機能的なRNAまたはタンパク質分子の合成に使われるプロセスである。
概要
分子生物学のセントラルドグマは、DNAからRNAを経てタンパク質への方向性のある情報の流れを示す。転写によって遺伝子配列はメッセンジャーRNAに変換され、リボソームによってポリペプチド鎖に翻訳される。遺伝子発現は複数の段階で厳密に制御されている。クロマチンのリモデリングが遺伝子のアクセシビリティを制御し、転写因子がプロモーター領域に結合して転写を活性化または抑制し、RNAスプライシング、安定性、マイクロRNA干渉などの転写後機構がタンパク質産生量を調整する。細胞種によって異なる発現パターンは、一つのゲノムから数百種類の異なる細胞アイデンティティが生まれる根本的なメカニズムである。
なぜ重要か
遺伝子発現の理解は生物学と医学を根本的に変えた。がん遺伝子と腫瘍抑制遺伝子の発見につながり、がんがどのように生じるかについての重要な知見を提供した。RNAシーケンシング技術は今や単一細胞の全ゲノム発現プロファイリングを可能にし、組織内の驚くほどの細胞多様性を明らかにしている。治療面では、RNA干渉とmRNAベースの医薬品が遺伝子発現研究による画期的な成果である。発現データは環境と発生が生理機能をどのように形成するかの理解を促進し、分子生物学を生態学、心理学、医学と結びつけている。