ホメオティック遺伝子は、棘皮動物 [ 1 ] 、昆虫、哺乳類、植物など、さまざまな生物の解剖学的構造の発達を制御する遺伝子です。ホメオティック遺伝子はしばしば転写因子 タンパク質をコードしており、これらのタンパク質は体のパターン形成に関わる下流の遺伝子ネットワークを制御することで発達に影響を与えます。[ 2 ]
ホメオティック遺伝子の突然変異は 、ハエの触角が頭部ではなく後部に生えるなど、体の部位のずれ(ホメオシス)を引き起こします。 [ 3 ] 異所性構造の発達につながる突然変異は通常致死的です。[ 4 ]
種類 ホメオティック遺伝子にはいくつかのサブセットがあります。これらには、体節形成 に重要な多くのHox 遺伝子とParaHox 遺伝子が含まれます。[ 5 ] Hox 遺伝子は、ショウジョウバエ(最初に発見された動物) やヒトを含む左右相称動物に見られます。Hox 遺伝子は ホメオボックス 遺伝子のサブセットです。Hox 遺伝子は種を超えて保存されていることが多いため、 ショウジョウバエ の Hox 遺伝子の一部はヒトの Hox 遺伝子と相同です。一般的に、Hox 遺伝子は、遺伝子の発現を調節するだけでなく、胚発生中の特定の構造の発達と割り当てを助ける役割も果たします。これは、ショウジョウバエの体節形成から脊椎動物の 中枢神経系 (CNS) の発達まで多岐にわたります。[ 6 ] Hox と ParaHox は両方とも HOX 様 (HOXL) 遺伝子としてグループ化され、ANTP クラス (ショウジョウバエの Antennapedia 遺伝子にちなんで命名) のサブセットです。[ 7 ]
また、花の発達のABCモデルに関与する MADSボックス 含有遺伝子も含まれる。[ 8 ] 花を生産する植物以外にも、MADSボックスモチーフは昆虫、酵母、哺乳類などの他の生物にも存在する。花の発達、プロトオンコジーンの転写、特定の細胞(筋肉細胞など)における遺伝子調節など、生物によって様々な機能を持つ。[ 9 ]
これらの用語はしばしば混同されるが、すべてのホメオティック遺伝子がHox遺伝子というわけではない。MADSボックス遺伝子はホメオティック遺伝子ではあるが、Hox遺伝子ではない。したがって、Hox遺伝子はホメオティック遺伝子のサブセットである。
研究 さまざまな生物のホメオティック遺伝子については、分子の基本的な働きから突然変異、ホメオティック遺伝子が人体に及ぼす影響まで、多くの研究が行われてきました。ホメオティック遺伝子の発現レベルの変化は、生物に悪影響を及ぼす可能性があります。たとえば、ある研究では、病原性ファイトプラズマが、開花植物のホメオティック遺伝子を著しく上方制御または下方制御しました。これにより、矮化、雌しべの欠陥、色素沈着の低下、ほとんどの花器官に葉のような構造が発達するなど、深刻な表現型の変化が生じました。[ 14 ] 別の研究では、ホメオティック遺伝子Cdx2が 腫瘍抑制因子 として機能することがわかりました。正常な発現レベルでは、この遺伝子は発がん物質 に曝露されたときに腫瘍形成と大腸がんを予防しますが、 Cdx2の 発現が不十分な場合、発がん物質が腫瘍の発生を引き起こしました。 [ 15 ] これらの研究は、他の多くの研究とともに、発生後もホメオティック遺伝子が重要であることを示しています。
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外部リンク フライベース ホメオティック遺伝子と身体パターン NOVA-遺伝子スイッチ