長鎖非コードRNAによる競合的内因性RNAネットワークが陰茎扁平上皮癌において重要な役割を果たす 学術的背景 陰茎扁平上皮癌（Penile Squamous Cell Carcinoma, PSCC）は比較的稀ながんであるが、特に発展途上国において男性の健康を脅かす深刻な疾患である。近年、医学の診断や治療技術が進歩しているにもかかわらず、PSCC患者の全体的な生存率は著しく改善されていない。PSCCの病因はまだ完全には解明されておらず、特に長鎖非コードRNA（Long Non-Coding RNAs, lncRNAs）がPSCCの進行において果たす役割は不明瞭である。lncRNAsは200ヌクレオチド以上の長さを持つ非コードRNAであり、近年、がんの増殖、転移、薬剤耐性、免疫療法の反応におい...
単細胞および空間トランスクリプトーム解析を組み合わせた胃癌におけるHedgehog経路の細胞異質性の解明 学術的背景 胃癌（Gastric Cancer, GC）は世界的に見ても最も一般的で致命的な悪性腫瘍の一つであり、発症率と死亡率の両方が高い。化学療法、放射線療法、標的治療などの進展にもかかわらず、胃癌の治療は依然として大きな課題を抱えている。胃癌の浸潤性と異質性は、特に進行期患者の生存率が極めて低いことを特徴としている。腫瘍細胞の浸潤と転移は再発と死亡の主な原因であり、既存の治療法ではこれらを完全に解決することはできない。免疫療法は有望な治療モデルとして注目されているが、腫瘍微小環境と免疫の複雑性に直面している。したがって、胃癌の発症メカニズムを遺伝子、分子、表現型レベルで深く理解する...
急性心筋梗塞における凝固関連診断モデルと免疫浸潤の潜在的な関連性に関する研究 学術的背景 急性心筋梗塞（Acute Myocardial Infarction, AMI）は、世界的に死亡の主要な原因の一つです。近年、診断、治療、予後において大きな進展が見られましたが、AMIの発生率と死亡率は依然として高いままです。経皮的冠動脈インターベンション（Percutaneous Coronary Intervention, PCI）と抗凝固療法の組み合わせは、現在AMIの診断と治療のゴールドスタンダードとされています。しかし、PCIと抗凝固療法が心筋灌流を大幅に改善したにもかかわらず、最大50%の患者が顕著な貫壁性梗塞を発症し、しばしば微小血管損傷（Microvascular Injury, MVI...
学術的背景 原発性硬化性胆管炎（Primary Sclerosing Cholangitis, PSC）は、免疫、炎症、遺伝的要因が複合的に作用することで引き起こされる慢性進行性の肝疾患であり、最終的には肝不全に至る可能性がある。PSCの発生率と有病率は世界的に大きく異なり、発生率はスペインの0.07例/10万人年からノルウェーの1.3例/10万人年まで、有病率はスペインの0.2例/10万人年から米国の13.6例/10万人年まで幅がある。PSC患者の約70-80%は炎症性腸疾患を併発しており、これは胆管癌や結腸直腸癌のリスク因子でもある。PSCの臨床症状と経過は多様であり、診断は主に胆管画像検査と肝組織病理学に依存している。一部の患者では経過が緩やかであるが、PSCの診断は患者の長期的な健康...
核小体繊維のトポロジーが転写因子のエンハンサーへの結合を導く 学術的背景 細胞のアイデンティティの確立は、細胞タイプ特異的な遺伝子のエンハンサーに結合する複数の転写因子（Transcription Factors, TFs）の協調的な作用に依存しています。TFsはアクセス可能なクロマチン内の特定のDNAモチーフを認識しますが、この情報だけではTFsがどのようにエンハンサーを選択するかを説明するには不十分です。本論文では、4つの異なるTFの組み合わせを比較し、それらのゲノム占有率、クロマチンのアクセス可能性、ヌクレオソームの位置、および3次元ゲノム組織をヌクレオソーム解像度で分析し、ヌクレオソーム繊維のトポロジーがどのようにTFsのエンハンサーへの結合を導くかを明らかにしました。 論文の出典 ...
学術的背景と問題提起 がん研究において、遺伝子増幅（gene amplification）は一般的な変異形式であり、特にがん遺伝子（oncogene）の活性化において重要な役割を果たしています。しかし、遺伝子増幅ががんにおいて重要であることは広く認識されているものの、初代細胞やモデル生物でこれらの増幅を正確に模倣することは依然として課題です。特に、染色体外DNA（extrachromosomal DNA, ecDNA）を介した遺伝子増幅はがんにおいて非常に一般的ですが、その腫瘍発生や進行における具体的な役割はまだ完全には解明されていません。ecDNAは染色体に依存しない環状DNA分子であり、通常は複数のがん遺伝子コピーを運び、細胞分裂中のランダムな分離を通じて急速に蓄積し、腫瘍の異質性と進化...
学術的背景 デュシェンヌ型筋ジストロフィー（Duchenne Muscular Dystrophy, DMD）は、進行性の筋萎縮を特徴とする重篤なX連鎖性の遺伝性疾患であり、最終的には早期死亡に至る。DMDの原因は、ジストロフィン（dystrophin）をコードする遺伝子の変異であり、このタンパク質が正常に発現されなくなることである。ジストロフィンは筋細胞膜上の他のタンパク質と共にジストロフィン-糖タンパク質複合体（Dystrophin-Glycoprotein Complex, DGC）を形成し、この複合体は細胞外マトリックス（ECM）と細胞骨格の間の橋渡し役として機能する。DGCは筋機能において極めて重要であるにもかかわらず、その分子構造は長い間完全には解明されていなかった。本研究では、...
CRISPR-Cas9遺伝子編集技術は、特にキメラ抗原受容体T細胞（CAR-T細胞）の開発において、がん治療への応用が大きく進展しています。しかし、CRISPR編集プロセス中に引き起こされる染色体異常（大規模な欠失、染色体転座、異数性など）は、臨床応用における大きな懸念材料となっています。これまで、CRISPR-Cas9システムのコンポーネントを最適化することでこれらのリスクを軽減する研究が進められてきましたが、T細胞受容体（TCR）の活性化後の急速な増殖など、T細胞の内在的特性がゲノム安全性に与える影響は十分に研究されていませんでした。そこで、Laurenz T. Urschらは、TCR活性化と細胞増殖がCRISPR編集結果に与える影響を調査し、CRISPRでエンジニアリングされたT細胞の...
研究背景 単細胞胚において、タンパク質の非対称分布は細胞極性と発生の重要なステップである。この非対称分布は通常、複雑な反応-拡散メカニズム（reaction-diffusion mechanisms）に依存し、複数のフィードバックループが関与している。Caenorhabditis elegans（線虫）の単細胞胚において、RNA結合タンパク質MEX-5とMEX-6、および有糸分裂キナーゼPLK-1は、細胞極性の確立と維持に重要な役割を果たしている。MEX-5とMEX-6は配列上高度に相同であるが、それらの非対称分布メカニズムとその制御方法は完全には解明されていない。本研究は、MEX-6の勾配形成の生物物理学的メカニズムを明らかにし、MEX-5、MEX-6、およびPLK-1の間の複雑な相互作用...
ゲノムワイドな単一細胞および単一分子レベルでの転写因子フットプリント解析 学術的背景 ヒトや他の哺乳類において、すべての体細胞は基本的に同じゲノムを持っていますが、異なる細胞タイプはそれぞれ異なる機能を果たします。この違いは主に、転写因子（Transcription Factors, TFs）が遺伝子の調節領域に結合することによって決定されます。TFsはDNAからRNAへの転写を制御することで遺伝子発現を調節します。TFsがどのようにゲノムに結合するかを理解することは、機能ゲノミクス研究の中核的な課題の一つです。しかし、既存の研究方法には一定の限界があります。従来の「ボトムアップ」アプローチ（原子分解能構造や単一分子イメージングなど）や「トップダウン」アプローチ（古典的な遺伝学や分子生物学な...