せむし男（遺伝子）

Hunchbackは、ショウジョウバエであるDrosophila melanogasterの胚で発現する母性効果遺伝子および接合子遺伝子です。母性効果遺伝子では、胚が自身の接合子遺伝子を発現する前に、母親の遺伝子の RNA またはタンパク質が卵母細胞または胚に蓄積されます。

Hunchback は形態形成因子であり、特定の領域におけるHunchbackの濃度勾配によって、それがどの体節または体の一部に成長するかが決まります。これが可能なのは、 Hunchback が遺伝子の調節領域に結合して RNA の発現レベルを変化させる 転写因子タンパク質であるためです。

母性Hunchback RNAは、胚全体が多くの核分裂を経ているものの、共通の細胞質が1つある合胞体胚葉段階で胚に入り込み、^[1] RNAが胚全体に自由に分散できるようにします。これにより、母性効果遺伝子Hunchback、Bicoid、Nanos、およびCaudalが接合子遺伝子を制御し、体のさまざまな領域に異なるアイデンティティを作成できます。

最初のステップは、後にそれぞれ頭部と腹部を形成する前部と後部を確立することです。合胞体胚盤葉では、Bicoid RNAとNanos RNA は、細胞運動と細胞内輸送に関与するタンパク質ロープに結合します。このタンパク質ロープは微小管と呼ばれ、RNA をそれぞれ前部と後部に運びます。^{[2] [3] [4]} Hunchback は微小管に結合しないため、胚全体に均一に拡散します。^[5]ただし、Nanos はHunchbackタンパク質の翻訳を抑制します。Nanosは後極に運ばれるため、母体のHunchback は主に前極で発現します。^[6]  

Hunchbackは、合胞体胚葉の最も遠い前極と後極でも接合子として発現している。接合子のHunchbackの発現は、転写因子が結合すると遺伝子発現が増加する DNA 領域であるエンハンサーによって制御されている。1 つのエンハンサーはHunchbackに近く^[7]、最近発見されたエンハンサーはさらに離れている^[8]。Bicoidがこれらのエンハンサーに結合すると、 Hunchbackの発現は前極のBicoid濃度に比例して増加する^{[7]。 [ 8] [9] [10]} Hunchbackエンハンサーの下流にある別の調節領域が、接合子のHunchbackの後部の発現を制御している^[11]。ここで、Hunchback の発現は、調節領域に結合できるTaillessおよびHuckebeinタンパク質の濃度に比例する。 ^[11]

二機能性転写因子であるHunchbackは、標的の分節遺伝子を活性化および抑制し、^[12]そうすることで、ショウジョウバエの胚の前部および後部の分節を制御します。^{[13] [14]}たとえば、前部のHunchback発現は、後に胸部および顎と口に関連する分節に発達する領域を確立することが知られており、後部のHunchback発現は腹部の分節の発達に関係しています。^{[11] [13]}

Hunchbackの形態形成勾配は他のギャップ遺伝子であるKrüppelとKnirpsの発現を制御し、母系のHunchback発現はKnirpsの前部境界とKrüppel後部境界を定義し、接合子のHunchback発現はKnirpsの前部境界を確立する。^[15]

ハチバックはまた、 even-skipped ^{[ 12]}などのペアルール遺伝子[ ^16] [17]の発現パターンを確立し、発生後期に発現して前後軸に沿った明確なセグメントを定義する。ペアルール遺伝子はその後、セグメント極性遺伝子を制御する転写因子をコードし、セグメント化を調整する最終的な最も特異的なタンパク質グループとなる。^[18]

Hunchback遺伝子には、共通の祖先であるIkarosファミリージンクフィンガーグループのPegasus遺伝子（Ikzf5 ）から進化した既知のヒト相同遺伝子があります。 ^{[19] [20] Ikarosファミリー遺伝子は、}血小板減少症（血液凝固不全）^[21]、急性骨髄性白血病（血液および骨髄の癌）^[22]に影響を及ぼす転写因子をコードし、哺乳類の網膜および免疫系の発達に関与しています。^{[23] Ikarosファミリー遺伝子は、免疫細胞が移植組織を攻撃する状態である慢性}移植片対宿主病の指標としても関与しています。^[24]

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