新しい研究により、これまで隠されていたヒトゲノムの層が明らかになりました。
国際チームは、体の基本的な構成要素である 1,700 を超える「ダーク」タンパク質が、この種の生物学的機構を持つとは通常考えられていないゲノムの部分から生成されるという証拠を発見しました。
これらの小さなタンパク質のような分子は、まったく典型的なタンパク質ではありません。多くは非常に小さいか珍しいため、研究者はそれらに独自のカテゴリを与えています。
「新しい技術を使用して、私たちは検出したものに名前を付け、さらなる研究の可能性があると考え、それを正式に定義し、他の研究者がアクセスできるようにしました」と、オランダのプリンセス マキシマ センターの小児腫瘍学者セバスティアン ファン ヒーシュは述べています。
長い間、私たちの DNA のほんの一部にしか、体全体で機能するタンパク質の生成を指示する遺伝子が含まれていると考えられていました。ゲノムの大部分は、実際の役割を持たない「ジャンク」 DNA として無視されました。
近年、このテーマに対する科学的理解はかなり進んでいます。これまで無視されてきたこの DNA ランドスケープには、「ダークゲノム」とも呼ばれる、通常の遺伝子に作用する広範なスイッチと制御が含まれていることが判明しました。
「私たちは生物学において、特に刺激的な段階に入っています」と、ドイツのマックス デルブリュック センターの遺伝学者ノルベルト ヒュブナー氏は言います。
この最新の研究は、ダークゲノムが修飾因子として機能しているだけでなく、実際に「ダークプロテオーム」（タンパク質ですが、従来の定義によるものではない）も生成しているという証拠を追加しました。
新たに発見されたマイクロタンパク質 (左) は、サイズを含むいくつかの点で標準的なタンパク質 (右) とは異なります。 (Deutsch et al.、ネイチャー 、2026) 「認識されているタンパク質の現在の概要が全体像を捉えていないことはわかっています」と、van Heesch 氏は言います。
「この研究により、何千もの見落とされていた遺伝子配列が、これまで見逃されていた新しいクラスのタンパク質様分子であるマイクロタンパク質を生成することによってダークプロテオームに寄与していることを示しました。」
発見にはかなりの労力がかかりました。
研究者らは、非標準オープン リーディング フレーム (ncORF) として知られる 7,264 個の DNA 領域の候補リストを作成することから始めました。
これらの領域は、タンパク質構築に潜在的に関連していることが以前の研究で特定されていましたが、実際にどれだけの領域が検出可能な分子を生成したかは不明でした。
研究者らは、95,520 件の個別の実験から収集された 37 億のデータ ポイントの詳細な分析（評価には約 20,000 時間のコンピューティング時間を要したと言われています）を介して、1,785 個のマイクロタンパク質を特定しました。
「これは本当に新しいことだと気づいたときは、とても特別でした。」ヴァン・ヒーシュ氏は言います。
「暗い」マイクロタンパク質 (赤色) を発現するがん細胞。 (© Ting Luo/プリンセス マキシマ小児腫瘍センター) これらのダークタンパク質のうち、実際に従来の種類に似ているのはほんのわずかです。多くははるかに小さいです。
研究者らは、その曖昧さを示すために、それらに「ペプチドイン」という新しい名前を付けました（ペプチドは短いタンパク質断片のようなものです）。これらは標準的なタンパク質と同じように機能している可能性がありますが、現時点ではそのほとんどが何をするのかは不明です。
「私たちは、この暗いプロテオームが何を提供するのかを理解し始めたばかりです」と、ミシガン大学の小児神経腫瘍学者、ジョン・プレンズナー氏は言います。
「映画の予告編のようなものです。私たちは人間生物学の革新的な見方の概要を理解しています。」
この研究の以前のバージョンは 2024 年に発表されました。それ以来、チームはペプチドイン (実際のタンパク質に段階的に変化する可能性のあるマイクロタンパク質またはダークタンパク質) という用語に落ち着き、特定の機能を実行する 1 つの特定のペプチドインを特定しました。
OLMALINC から制作 、以前は非コーディング遺伝子と考えられていたこの暗色タンパク質は、がんの生存に関連しているようです。研究者が臨床検査でそれを不活性化したところ、がん細胞は成長するのに苦労しました。
これは、ペプチドインが通常のタンパク質と同様に機能する可能性があることを示しているだけでなく、将来の疾患治療の有用な要素である可能性があることも示唆しています。
「今後数年間で、がんなどの人間の病気の解決と治療に新たな扉が開かれることに、私たちは非常に興奮しています」と、プレンズナー氏は述べています。
それはまだ遠い話です – まずはこれらのペプチドについてさらに多くの研究が必要です – しかし、可能性はあります。そして、私たちの DNA は、これまで考えられていたよりもはるかに忙しく、より機能的であるようです。
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「何百ものペプチドインの発見により、これまで見落とされていた広大なゲノム層が可視化され、既知のプロテオームが大幅に拡張されました」とヒュブナー氏は言います。
「それらの役割を理解することで、心臓血管障害を含む人間の病気の研究方法が変わり、まったく新しい治療の機会が明らかになる可能性があります。」
この研究はNatureに掲載されました。 .
