科学技術振興機構（JST）戦略的創造研究推進事業（さきがけ）の一環として、福井大学 大学院工学研究科准教授の沖 昌也氏らは、単一細胞のエピジェネティックな遺伝子の発現状態の変化を可視化・解析する追跡手法を開発し、その変化に規則性と制御法を発見した。

「エピジェネティクス」とは、DNA塩基配列の変化を伴わずに遺伝子の発現状態が変化する制御機構で、細胞の多様性を生み出す仕組みや後天性疾患の要因を解明するヒントになるものとして近年注目を集めている。

今回沖氏らは、出芽酵母をモデル生物に用いて単一細胞の染色体上のヘテロクロマチン領域（多数の遺伝子発現が抑制された領域）の近くで、遺伝子の発現状態が一定の規則性を持ってエピジェネティックに切り替わる領域があることを発見。そこに、わずかな励起光で測定可能な蛍光タンパク質になる遺伝子を挿入し、単一細胞の生涯におけるエピジェネティックな遺伝子の発現変化の可視化に成功した。

さらに、その結果に統計処理の解析を加え、単一細胞の世代を超えた発現状態の変化を定量的に解析し、一定の規則性を持って発現状態が切り替わること、またその切り替わりをつかさどる制御遺伝子（GCN5 遺伝子）を明らかにした。この結果は、それらの制御遺伝子の機能を支配することで、遺伝子の発現に新たな規則性を与え、例えば寿命などの細胞の運命を意図的に制御できることを示唆している。

今後、本手法により出芽酵母で得られた栄養状態あるいは放射線などの外的要因が1つ1つの細胞に与える影響とその原因遺伝子が特定されれば、将来的にその知見をヒトにおけるさまざまな後天性疾患の原因解明に役立てるとともに、創薬の分野にも新たな方向性を提示することが期待される。

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