昆虫における最大の転写因子群の進化的起源を解明

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2026-02-28 東京大学

東京大学定量生命科学研究所の齋藤絡特任助教、深谷雄志教授らは、ショウジョウバエ初期胚で転写因子をゲノム規模に解析する新技術を開発し、昆虫で最大の転写因子群ZAD-ZnFの進化的起源を解明した。ゲノム編集で各遺伝子にタグを付加し、超解像イメージングやMicro-C解析を統合。その結果、全ZAD-ZnFがゲノム立体構造の区画境界に局在し、三次元構造制御という共通機能を持つことを発見した。祖先型は構造制御因子で、そこから多様な機能へ派生し昆虫の進化・多様化に寄与した可能性を示した。成果はScience Advancesに掲載された。

昆虫における最大の転写因子群の進化的起源を解明

昆虫における最大の転写因子群の進化的起源は「ゲノムの立体構造の制御因子」であった

<関連情報>

ショウジョウバエにおける急速に進化するZADジンクフィンガータンパク質の分子ロジックの解読 Decoding the molecular logic of rapidly evolving ZAD zinc finger proteins in Drosophila

Raku Saito, Yusuke Umemura, Shiho Makino, and Takashi Fukaya
Science Advances  Published:27 Feb 2026

Abstract

The zinc finger–associated domain (ZAD)–containing C2H2 zinc finger proteins (ZAD-ZnFs) represent the most abundant class of transcription factors that emerged during insect evolution, yet their molecular diversity and biological functions remain largely unclear. Here, we established a systematic CRISPR-based protein-tagging approach that enables direct, unambiguous comparison of nuclear localization and genome-wide binding profiles of endogenous ZAD-ZnFs in developing Drosophila embryos. Evidence is provided that a subset of ZAD-ZnFs forms nuclear condensates through the stacking of the N-terminal ZAD dimerization surface. Disruption of condensation activity leads to misregulation of genome-wide binding profiles and lethality, underscoring its functional and physiological significance in development. Integrative chromatin immunoprecipitation sequencing and Micro-C analyses reveal that many ZAD-ZnFs colocalize with core insulator proteins such as CCCTC-binding factor and Centrosomal protein 190 kD to control the formation of topological boundaries. We suggest that the diverse molecular functions of ZAD-ZnFs have evolutionarily arisen from their ancestral role as insulator-binding proteins.

細胞遺伝子工学
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