人間 ゲノム プロジェクトでは、私たちの約 1 ～ 2% が ゲノム 機能的なタンパク質を生成しますが、残りの 98 ～ 99% の役割は謎のままです。研究者たちはそれを取り巻く謎を解明しようと試みており、この記事はその役割と影響についての私たちの理解に光を当てています。 人間 健康 と病気。
当時から 人間 ゲノム プロジェクト（HGP）は2003年XNUMX月に完了1の全体の流れを知ることで、次のように考えられました。 人間 3億の塩基対または「文字のペア」で構成されるゲノム、 ゲノム これは、研究者が複雑な生物がどのように存在するのかを正確に指摘できるオープンな本になるだろう。 人間 この研究は、最終的にさまざまな種類の病気に対する私たちの素因を発見し、病気がなぜ発生するのかについての理解を深め、それらの治療法を見つけることにもつながります。しかし、科学者たちが私たちの表現型の存在を決定する機能的なタンパク質を作るその一部（わずか約1〜2％）しか解読できなかったため、状況は非常に混乱しました。機能性タンパク質を作るための DNA の 1 ～ 2% の役割は、DNA がまず転写と呼ばれるプロセスによってコピーされて RNA、特に mRNA を作り、続いて翻訳によって mRNA によるタンパク質が生成されるという分子生物学の中心的定説に従います。分子生物学者の言葉を借りれば、この 1 ～ 2% は 人間 ゲノム 機能性タンパク質のコード。残りの98～99%は「ジャンクDNA」または「ダークDNA」と呼ばれます。 問題これは上記の機能性タンパク質を一切生成せず、旅行のたびに「荷物」として持ち運ばれます。 人間 存在が生まれる。残りの98～99％の役割を理解するために ゲノム、ENCODE (DNA 要素の百科事典) プロジェクト2 2003 年 XNUMX 月に国家機関によって発売されました。 人間 ゲノム 研究所 (NHGRI)。
ENCODE プロジェクトの調査結果により、闇の大部分は 問題」は、異なるタイプの細胞および異なる時点で遺伝子をオンまたはオフにすることによって必須の制御要素として機能する非コード DNA 配列で構成されます。これらの調節配列の空間的および時間的作用は、まだ完全には明らかではありません。なぜなら、これらの調節配列（調節要素）の一部は、それらが作用する遺伝子から非常に遠く離れて位置している一方で、他の場合には互いに近接している可能性があるためです。
一部の地域の構成 人間 ゲノム 発売前から知られていましたが、 人間 ゲノム プロジェクトの最大 8% 人間 ゲノム ウイルスに由来するものです ゲノム 私たちのDNAに組み込まれているのは、 人間 内因性レトロウイルス (HERV)3。これらのHERVは、自然免疫の提供に関与していると考えられています。 人間 免疫機能を制御する遺伝子の調節要素として作用することによって。この 8% の機能的重要性は、「闇」の大部分が、 問題 調節要素として機能します。
ENCODE プロジェクトの調査結果に加えて、過去 20 年間の膨大な量の研究データが入手可能であり、「闇」の規制と開発におけるもっともらしい役割を示唆しています。 問題'。使用する ゲノム-広域関連研究 (GWAS) により、DNA の非コード領域の大部分が一般的な病気や形質と関連していることが特定されています。4 これらの領域の変化は、とりわけ癌、心臓病、脳障害、肥満などの多数の複雑な疾患の発症と重症度を調節するように機能します5,6。 GWASの研究では、ゲノム内のこれらの非コードDNA配列の大部分が非コードRNAに転写され（DNAからRNAに変換されるが、翻訳されない）、それらの調節の混乱が異なる疾患を引き起こす影響をもたらすことも明らかになりました。7。 これは、疾患の発症において調節的役割を果たす非コードRNAの能力を示唆している8.
さらに、暗黒物質の一部は非コードDNAとして残り、エンハンサーとして調節的に機能します。 言葉が示唆するように、これらのエンハンサーは、細胞内の特定のタンパク質の発現を増強（増加）することによって機能します。 これは、DNAの非コード領域のエンハンサー効果により、患者が複雑な自己免疫疾患や炎症性腸疾患などのアレルギー性疾患にかかりやすくなるという最近の研究で示されています。9,10、それにより、炎症性疾患の治療のための新しい潜在的な治療標的の同定につながる。 「暗黒物質」のエンハンサーは脳の発達にも関係しており、マウスでの研究により、これらの領域の欠失が脳の発達の異常につながることが示されています11,12。 これらの研究は、アルツハイマー病やパーキンソン病などの複雑な神経疾患をよりよく理解するのに役立つ可能性があります。 「暗黒物質」はまた、血液がんの発症に役割を果たすことが示されています13 慢性骨髄性白血病（CML）や慢性リンパ性白血病（CLL）など。
したがって、「暗黒物質」は地球の重要な部分を表しています。 人間 ゲノム 以前に実現されていたよりも大きくなり、直接的な影響を及ぼします 人間 健康 の発症と発症において規制的な役割を果たすことにより、 人間 上記のような病気。
それは、「暗黒物質」全体が非コードRNAに転写されるか、あるいは、さまざまな疾患を引き起こす素因、発症、変動に関連する調節要素として作用することによって、非コードDNAとしてエンハンサーの役割を果たすことを意味するのでしょうか。 人間?これまでに実施された研究は、同様の研究が強い優位性を持っていることを示しており、今後数年間でさらに多くの研究が行われることで、「暗黒物質」全体の機能を正確に描写することができ、暗黒物質の治療法を見つけることを期待して新たな標的の同定につながるだろう。人類を苦しめる衰弱性の病気。
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参照：
1.「ヒトゲノム計画の完了: よくある質問」。国家人間 ゲノム 研究所 (NHGRI)。オンラインで入手可能 https://www.genome.gov/human-genome-project/Completion-FAQ 17年2020月XNUMX日にアクセス。
2.スミスD.、2017年。神秘的な98％：科学者は「暗いゲノム」に光を当てようとしています。 オンラインで入手可能 https://phys.org/news/2017-02-mysterious-scientists-dark-genome.html 17年2020月XNUMX日にアクセス。
3. Soni R.、2020年。人間とウイルス：それらの複雑な関係の簡単な歴史とCOVID-19への影響。 Scientific European投稿日：08年2020月XNUMX日。オンラインで入手可能 https://www.scientificeuropean.co.uk/humans-and-viruses-a-brief-history-of-their-complex-relationship-and-implications-for-COVID-19 18年2020月XNUMX日にアクセス。
4. Maurano MT、Humbert R、Rynes E、他。 調節DNAにおける一般的な疾患関連変異の体系的な局在化。 化学。 2012年7月337日; 6099（1190）：5-XNUMX。 DOI： https://doi.org/10.1126/science.1222794
5.公開されているゲノムワイド関連解析のカタログ。 http://www.genome.gov/gwastudies.
6. Hindorff LA、Sethupathy P、etal2009。ヒトの疾患および形質に対するゲノムワイド関連遺伝子座の潜在的な病因および機能的意味。 Proc Natl Acad Sci US A. 2009、106：9362-9367。 DOI： https://doi.org/10.1073/pnas.0903103106
7. St. Laurent G、Vyatkin Y、およびKapranov P.暗黒物質RNAは、ゲノムワイド関連解析のパズルを照らします。 BMC Med 12、97（2014）。 DOI： https://doi.org/10.1186/1741-7015-12-97
8.マーティンL、チャンHY。 人間の病気におけるゲノムの「暗黒物質」の役割を明らかにする。 J ClinInvest。 2012;122（5）：1589-1595。 https://doi.org/10.1172/JCI60020
9.バブラハム研究所2020。ゲノムの「暗黒物質」領域が炎症性疾患にどのように影響するかを明らかにする。 13年2020月XNUMX日投稿。オンラインで入手可能 https://www.babraham.ac.uk/news/2020/05/uncovering-how-dark-matter-regions-genome-affect-inflammatory-diseases 14年2020月XNUMX日にアクセス。
10. Nasrallah、R.、Imianowski、CJ、Bossini-Castillo、L。etal。 2020.リスク遺伝子座11q13.5の遠位エンハンサーは、Treg細胞による大腸炎の抑制を促進します。 ネイチャー（2020）。 DOI： https://doi.org/10.1038/s41586-020-2296-7
11. Dickel、DE etal。 2018.通常の開発には、超保存エンハンサーが必要です。 Cell 172、Issue 3、P491-499.E15、25年2018月XNUMX日。DOI： https://doi.org/10.1016/j.cell.2017.12.017
12.「暗黒物質」DNAは脳の発達に影響を与えるDOI： https://doi.org/10.1038/d41586-018-00920-x
13.暗黒物質の問題：最も暗いDNA DOIを使用して微妙な血液がんを識別する： https://doi.org/10.1371/journal.pcbi.1007332
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