コンビナトリアル遺伝子制御

コンビナトリアル遺伝子制御とは、複数の転写因子が1つの遺伝子の発現を調節する相乗作用のことです。これらの因子の1つ以上が欠如すると、遺伝子発現または抑制のレベルに大きな違いが生じる可能性があります。

30,000以上の遺伝子の発現は、約2000-3000の転写因子によって制御されています。これが可能なのは、1つの転写因子が複数の調節配列を認識できるからです。遺伝子発現の特異性は、これらのタンパク質がさまざまな組み合わせで互いに働き、さまざまな遺伝子の発現を調節することで発生します。

コンビナトリアル遺伝子制御は、いくつかの異なるメカニズムを通じて行われます。酵母では、3つの異なるメカニズムが説明されています。待機活性化システムでは、遺伝子の発現を調節するために必要なすべての転写因子がDNAに結合し、シグナルを受け取ったときにのみ転写を活性化します。例えば、細胞周期の後期G1期に必要な遺伝子を調節する転写因子は、G1初期に標的遺伝子の制御部位に結合します。しかし、それらはサイクリン-プロテインキナーゼがG1後期に活性化された場合にのみ転写を誘導します。

関節相コンビナトリアルコントロールでは、主に細胞周期の特定の段階に必要な転写因子が細胞周期全体を通じて調節配列に付着したままで、他の段階では遺伝子の調節に協力的に関与します。例えば、SBFとFkh2は、それぞれG1期とG2期で発現する必要がある遺伝子の調節に主に関与する2つの転写因子です。しかし、S期に発現させる必要のある特定の必須遺伝子は、SBFとFkh2の複合作用によっても調節されています。

共同プロセスの組み合わせには、異なる細胞プロセスの調節のために、他の転写因子のさまざまな組み合わせによって支援される単一の転写因子の使用が含まれます。例えば、細胞周期のG1期に必要な遺伝子の発現を調節する転写因子は、異なる調節因子のセットと関連して、交配プロセスに必要な遺伝子の調節にも関与しています。