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タナトトランスクリプトームとは、死後も体内の臓器で活性化または覚醒しているゲノム部分から生成されるすべてのRNA転写産物を指します。これは、特に法医学における、死後学の生化学、微生物学、生物物理学の研究に関連しています。一部の遺伝子は、死後48時間まで細胞内で発現し続け、新しいmRNAを生成します。胎児の発育が終わってから一般的に抑制されている特定の遺伝子は、この時点で再び発現する可能性があります。[1] [2] [3]
科学史
死後トランスクリプトームの存在の手がかりは少なくとも21世紀初頭から存在していたが[4] 、タナトトランスクリプトーム（ギリシャ語で「死」を意味するタナトスに由来） という言葉は、2014年にワシントン州シアトルで開催されたアメリカ法医学アカデミーの第66回年次総会でヒトタナトマイクロバイオームの概念が紹介された後、2015年にJavanらによって科学文献で初めて使用されたようだ[2] 。 [5]
2016年、ワシントン大学の研究者らは、マウスとゼブラフィッシュの死後2日（48時間）まで、多くの遺伝子がまだ機能していることを確認した。[1] [3]死んだ動物の体内のmRNAの量の変化は、非常に異なる機能を持つ何百もの遺伝子が死後すぐに目覚めたことを証明した。研究者らは、ゼブラフィッシュで死後に目覚めた548個の遺伝子、実験用マウスで515個の遺伝子を検出した。これらの中には、通常は胎児の発育中に子宮内または卵子内でのみ活性化される遺伝子を含む、生物の発生に関与する遺伝子が含まれていた。
タナトマイクロバイオームは、人間の死後に採取された内臓（脳、心臓、肝臓、脾臓）や血液サンプルに存在する多様な微生物群集を特徴としています。タナトマイクロバイオームは、死体の中で数兆個の微生物が生息、増殖、または死ぬという連続的なプロセスによって形成される体内部位の微生物群集として定義され、その結果、時間の経過とともに群集構成に一時的な変化が生じます。
タナトトランスクリプトーム解析
特定の「死んだ」組織内のトランスクリプトームの特性評価と定量化により、遺伝子資産を特定することができ、それを使用して遺伝子発現の調節メカニズムを決定し、ネットワークを設定することができます。
多数の異なるタイプの mRNA の濃度を同時に測定するために一般的に使用される技術には、マイクロアレイやRNA-Seqによるハイスループットシーケンシングなどがあります。
死後血清学的分析により、特定の組織細胞タイプのトランスクリプトームを特徴付けたり、さまざまな実験条件間でトランスクリプトームを比較したりすることができます。このような分析は、死後数時間から数日間の死体の変化のプロセスをよりよく理解するために、死後微生物叢の分析を補完することができます。[6]
アプリケーション
この情報の将来的な応用としては、次のようなものが考えられます。
- 「死」という現象のより正確で微妙な定義を構築する。
- 法医学者（または生物学者や獣医）がより正確な死亡時刻を確定するのを支援する（例えば、エコヘルス調査において、医師が人獣共通感染症の事例ではなく、中毒の時刻や原因に関する情報を必要とする場合）。人間のタナトマイクロバイオームにおけるこの現象の段階をよりよく理解することで、検死官は「死後血清学」[7]を介して、より正確に死亡後の時間（時間単位、または分単位）を確定することができ、これは死亡状況を再構築するための調査に役立つ可能性がある。[3]
- 細胞死、アポトーシス、特に虚血（心筋虚血を含む）[8]の現象と治癒と回復の過程を明らかにし、おそらくそれらを促進することを目的としている。死後遺伝子の復活とは、死後最大48時間まで、細胞内に細胞機構を活性化するのに十分なエネルギーが残っていることを意味する。[3]これらの遺伝子の少なくとも一部は、生理的治癒、つまり「自己蘇生」に関与していると思われる。[3]これまでの研究では、外傷、心臓発作、または窒息で死亡した人では、心筋収縮や創傷治癒に関与する遺伝子を含むさまざまな遺伝子が、死後12時間以上アクティブであったことがわかっている。[8]同様の遺伝学的証拠が歯髄でも見つかっている。[9] 2015年に何人かの著者が「タナトトランスクリプトームアポトーシス」という概念を導入した。[2]
- がんを理解する。発がんに関わる遺伝子は死後すぐに再活性化し、死後約24時間で活動のピークを迎えることが分かっています。 [3]この活動の理解を深めることで、発がん現象の解明に役立ち、がんと闘うための新しいツールにつながる可能性があります。
- 臓器移植の質の向上。死後にがん関連遺伝子が活性化されるという事実は、臓器移植のタイミングを明らかにし、移植患者のがん発症率を低下させる可能性がある。[3] 肝臓移植患者は、統計的に正常であるよりも治療後にがんにかかりやすいことがわかっている。この現象は、術後の食事、または移植片の拒絶反応を防ぐために投与された免疫抑制剤に起因するとされている。[3] 1つの仮説（まだ検証されていない）は、ドナーの肝臓で活性化された死後のがん遺伝子も役割を果たしている可能性があるというものである。[3]
- 死後、「抑制遺伝子」（通常は胎児期以降に不要になった遺伝子を含む他の遺伝子の活性化を阻害する）の活動が急速に減少し、休眠中の遺伝子が少なくとも短期間は目覚めるという仮説を検証する。[3]
参照
参考文献
- ^ ab Pozhitkov AE、Neme R、Domazet-Lošo T、Leroux BG、Soni S、Tautz D、Noble PA (2017年1月)。「生物の死後の遺伝子転写のダイナミクスの追跡」。Open Biology。7 ( 1 ) : 160267。doi : 10.1098/rsob.160267。PMC 5303275。PMID 28123054。
- ^ abc Javan GT、Can I、Finley SJ、Soni S (2015年12月)。「死体の肝臓に関連するアポトーシスタナトトランスクリプトーム」。 法医学、医学、病理学。11 (4): 509– 516。doi : 10.1007 /s12024-015-9704-6。PMID 26318598。S2CID 21583165。
- ^ abcdefghij Williams A (2016年6月21日). 「死後2日で数百の遺伝子が活性化する様子が確認」. New Scientist . 2022年3月6日閲覧。
- ^ マーキス・P・バウター;エヴァンス、サイモン。チョーダリー、プラバーカラ。富田 宏明；ジム・ミードール・ウッドラフ。モルナール、マルゲリータ。リー・ジュン。ロペス、フアン F.マイヤーズ、リック。コックス、デイビッド。ワトソン、スタンリー・J.アキル、フダ。ジョーンズ、エドワード G.バニー、ウィリアム E. (2004 年 2 月)。 「死後の人間の脳における性別特異的遺伝子発現: 性染色体への局在化」。神経精神薬理学。29 (2): 373–384。土井:10.1038/sj.npp.1300337。ISSN 1740-634X。PMC 3130534。PMID 14583743。
- ^ 「人間の死後の世界：タナトマイクロバイオーム | アメリカ法医学アカデミー」www.aafs.org 2014年12月31日2022年12月9日閲覧。
- ^ Javan GT、Finley SJ、Abidin Z 、 Mulle JG (2016-02-24) 。 「タナトマイクロバイオーム ：死の微生物パズルの欠けているピース」。Frontiers in Microbiology。7：225。doi ：10.3389 / fmicb.2016.00225。PMC 4764706。PMID 26941736。
- ^ Moreno LI、Tate CM、Knott EL、McDaniel JE、Rogers SS、Koons BW、他 (2012 年 7 月)。「法医学用途の mRNA 定量化に有効なハウスキーピング遺伝子の決定」。 法医学ジャーナル。57 ( 4 ): 1051– 1058。doi :10.1111/j.1556-4029.2012.02086.x。PMID 22309221。S2CID 20576495 。
- ^ ab González-Herrera L、Valenzuela A、Marchal JA、Lorente JA、Villanueva E (2013 年 10 月)。「ヒトの心筋組織、心膜液、血液における RNA の完全性と遺伝子発現、および死後の安定性に関する研究」。Forensic Sc ience International。232 ( 1–3 ) : 218–28。doi :10.1016/ j.forsciint.2013.08.001。PMID 24053884 。
- ^ Poór VS、Lukács D、Nagy T、Rácz E、Sipos K (2016 年 5 月)。 「人間の歯髄におけるRNA分解速度は死後の間隔を明らかにする。」国際法医学ジャーナル。130 (3): 615–9 .土井:10.1007/s00414-015-1295-y。PMID 26608472。S2CID 1155257 。