生命の基本設計図「細胞周期」を操る、ヒト特有の新しい遺伝子を発見

この深遠な問いに、スイス連邦工科大学ローザンヌ校（EPFL）の研究チームが挑み、驚くべき事実を突き止めました。

スイス連邦工科大学ローザンヌ校（EPFL）のディディエ・トロノ医学博士（Didier Trono, MD）のグループに所属する二人の科学者、ロマン・フォレー（Romain Forey）とシリル・プルバー（Cyril Pulver）が、この問題の解明に乗り出しました。彼らは細胞周期生物学とゲノミクスを組み合わせ、細胞分裂の過程で遺伝子の働きがどのように変化するのかを調査しました。同僚のアレックス・レデラー（Alex Lederer）と協力し、ヒトの細胞周期における遺伝子活性の詳細なアトラスを作成しました。このアトラスは現在、研究者や一般の人々にも公開されています。研究そのものは、2025年6月23日に『Cell Genomics』誌で発表されました。このオープンアクセスの論文タイトルは「Evolutionarily Recent Transcription Factors Partake in Human Cell Cycle Regulation（進化的に新しい転写因子がヒトの細胞周期調節に関与する）」です。

このプロジェクトは、EPFLの研究の特徴でもある、際立った学際的なものでした。「ロマンがすべてのウェットラボ実験を監督し、細胞周期に関する専門知識を提供してくれた一方で、私はゲノミクス解析を担当しました」とプルバーは語ります。

彼はさらにこう付け加えます。「しかし、私たちはそれらの専門分野の境界に厳密に固執したわけではありません。主要な仮説、数学的モデリング、そしてウェットラボ実験については、共同で議論し決定しました。また、ジオエレ・ラ・マンノ（Gioele La Manno）研究室のアレックス・レデラーにも大変お世話になりました。彼はCRISPRi（クリスパー・インターフェアレンス）データに関する重要な解析を行い、190万個の細胞のトランスクリプトームに基づいて、それぞれの細胞が細胞周期のどの位置にあるかを特定してくれました。」

このアトラスを基に、研究者たちは特別な遺伝子群、すなわち転写因子（どの遺伝子をオンまたはオフにするかを制御するタンパク質）を生成する遺伝子に焦点を当てました。その結果、細胞を細胞周期を通じて導き、すべてが適切なタイミングで起こるように助けるこれらの転写因子の一部が、驚くほど最近になって出現したものであることを発見しました。

具体的には、この研究により、進化的に最近現れたいくつかの転写因子が、細胞周期の特定の段階で活性化する遺伝子を調節していることが明らかになりました。これらの因子の一部をノックダウン（機能抑制）すると、細胞は特定の段階で停滞したり、他の細胞集団と比較して通常のタイミングを失ったりし、秩序ある分裂の流れが乱れました。

中でも際立っていたのが、霊長類にのみ見られる遺伝子であるZNF519です。この遺伝子の機能を無効にすると、細胞は分裂前の重要なステップであるDNAの正確なコピーに苦労し、結果として増殖が遅くなりました。チームは、ZNF519が主要な細胞周期遺伝子のDNAに直接結合し、抑制因子として機能することを確認しました。

また、哺乳類には見られますが、古い爬虫類や魚類などには存在しない別のタンパク質ZNF274には、さらなる影響があることがわかりました。それは、有糸分裂の前にゲノムの特定の部分が複製されるタイミングを調節するというもので、このプロセスはエピゲノムの維持、3D構造、そして核の構成に関連しています。

「私たちは、ヒトの細胞周期の遺伝子発現と摂動に関する包括的なリソースを提供します。これが世界中の同僚たちの役に立つことを願っています」とプルバーは述べています。

この発見は、細胞分裂のような古代から続くプロセスでさえ、ヒトやその近縁種に特有なものを含む、新しい遺伝的プレイヤーを統合していることを示しています。これは、細胞周期が制御不全に陥るがんのような疾患を理解する上で重要な意味を持ちます。また、特定のがんや発達障害が、なぜ他の哺乳類と比べてヒトでより一般的であったり、異なる振る舞いをしたりするのかを説明する助けになるかもしれません。

この研究活動には、Nexco Analyticsも貢献しました。

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