ミバエや科学者が立てた最高の計画は、時として失敗することがあります。 そのような計画には、ヒトの代わりにミバエのモデル（または他の動物モデル）を必要とする実験設計が含まれます。 トロント大学の遺伝学者によれば、転写因子（TF）と呼ばれるDNAの長さは、制御タンパク質の着陸地点として機能しますが、かつて考えられていたよりも種を超えて保存されていないとのことです。
この新しい発見は、ヒトのTFに関する洞察を得ることを意図した研究が、ショウジョウバエのような動物モデルに依存する場合は、特に注意を払う必要があることを示唆しています。 例えば、転写因子の多様化は、人類がどのように進化してきたかを部分的に説明できるかもしれません。
学術誌『Nature Genetics』（「類似性回帰は転写因子配列特異性の進化を予測する」）によると、トロント大学の研究チームは、多くの異なる種で各転写因子が結合するモチーフ配列をより正確に予測することを可能にした新しい計算方法について述べている。 その結果、いくつかの転写因子のサブクラスは、これまで考えられていたよりもはるかに機能的に多様であることが明らかになりました。
「近縁種の間でも、新しい配列と結合する可能性がある転写因子は、無視できない部分があります」と、ヒューズ研究室の元大学生で、この論文のほとんどの作業を行い、現在はケンブリッジ大学に移り、博士課程で研究しているSam Lambertは語っています。 「これは、異なる遺伝子を制御することによって、新規の機能を持つ可能性が高いということであり、種の違いにとって重要であるかもしれません」と、彼は付け加えました。 「このような分子的な違いが、チンパンジーとヒトの間の違いのいくつかを駆動している可能性があると考えています」と、ランバート氏は指摘しています。
Nature Geneticsの論文では、モチーフを予測するために著しく改善された手法である類似性回帰を用いて、Cis-BPデータベースを更新および拡張した方法が説明されています。
「類似性回帰は本質的にTFモチーフの進化を定量化し、ヒトとショウジョウバエの間でモチーフがほぼ完全に保存されているという以前の主張が膨れ上がり、それぞれの種のモチーフの半分近くが他方に存在せず、主にC2H2亜鉛指タンパク質の広範囲にわたる分岐によることを示す」と、著者らは書いています。 “我々は、DNA結合モチーフの多様化が広まっていると結論付け、真核生物全体のTFの多様性と遺伝子制御を研究するための新しいツールと最新のリソースを提示する。”
Lambert は、同じまたは異なる DNA モチーフと結合する能力に関連する、転写因子の DNA 結合領域間の構造的類似性を探すソフトウェアを開発しました。 異なる種に由来する 2 つの TF が、タンパク質の構成要素であるアミノ酸の組成が類似していれば、おそらく類似のモチーフと結合するのでしょう。 しかし、従来の方法では、これらの領域を全体として比較するのに対し、Lambertの方法では、領域全体のうち、DNAに直接接触するアミノ酸の割合が大きいものに、自動的に大きな価値が付けられるのです。 この場合、2つのTFは全体としては似ていても、この重要なアミノ酸の位置が異なれば、異なるモチーフと結合する可能性が高くなる。 Lambertは、異なる生物種のすべてのTFを比較し、利用可能なすべてのモチーフ配列データと照合したところ、ヒトのTFの多くが、他の動物の同じタンパク質とは異なる配列を認識し、したがって異なる遺伝子を制御していることを発見したのである。
ヒト特有の役割を持つTFに関しては、これらは、急速に進化している、いわゆるC2H2亜鉛フィンガーTFのクラスに属し、亜鉛イオン含有指状突起から名付けられた、それらがDNAと結合するものです。
その役割はまだ未解決ですが、より多様なTFを持つ生物は、より多くの細胞タイプを持ち、それらが新しい方法で集まって、より複雑な身体を作ることができることが知られています。 このような違いは、生殖の成功に直接的な影響を与えるだけでなく、長期的には生理学に重大な影響を与える可能性があるのです。 クジャクの尾や男性の顔の毛は、そのような特徴の典型的な例です。
「ヒト遺伝学で性的二型の分子基盤を研究する人はほとんどいませんが、これらはすべての人間がお互いに見ている特徴であり、私たちが魅了されているものです」とヒューズ氏は指摘します。 “私は、もし方法がわかれば、キャリアの後半をこれに費やしたいと思っています！”
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