プロモーター（遺伝学）
  1：  RNAポリメラーゼ
  2： リプレッサー
  3：プロモーター
  4： オペレーター
  5： 乳糖
  6 : lacZ、7 : lacY、8 : lacA。
上：遺伝子の転写がオフになっています。リプレッサーを阻害するラクトースが存在しないため、リプレッサーはオペレーターに結合し、RNAポリメラーゼがプロモーターに結合してラクターゼ遺伝子をコードするmRNAを生成するのを阻害します。 下：遺伝子がオンになっています。ラクトースがリプレッサーを阻害することで、RNAポリメラーゼがプロモーターに結合し、ラクターゼを合成する遺伝子が発現します。最終的に、ラクターゼはすべてのラクトースを分解し、リプレッサーに結合するラクトースがなくなるまで分解します。すると、リプレッサーがオペレーターに結合し、ラクターゼの生成が停止します。

遺伝学において、プロモーターとは、タンパク質が結合してプロモーター下流のDNAから単一のRNA転写産物の転写を開始するDNA配列である。RNA転写産物はタンパク質（ mRNA ）をコードすることもあれば、 tRNAやrRNAのようにそれ自体で機能を持つこともある。プロモーターは遺伝子の転写開始部位付近、DNAの上流（センス鎖の5'領域に向かって）に位置する。プロモーターは約100～1000塩基対の長さで、その配列は遺伝子や転写産物、その部位にリクルートされるRNAポリメラーゼの種類やクラス、生物種によって大きく異なる。[ 1 ]

概要

転写が起こるためには、RNAを合成する酵素であるRNAポリメラーゼが、遺伝子近傍のDNAに結合する必要があります。プロモーターには、RNAポリメラーゼが確実に結合できる最初の部位を提供する応答配列や、RNAポリメラーゼをリクルートする転写因子と呼ばれるタンパク質などの特定のDNA配列が含まれています。これらの転写因子は、対応するヌクレオチドからなる特定の活性化配列または抑制配列を有し、それらが特定のプロモーターに結合して遺伝子発現を制御します。

細菌では
プロモーターは RNA ポリメラーゼとそれに関連するシグマ因子によって認識され、これらは多くの場合、近くにある自身のDNA 結合部位に活性化タンパク質が結合することによってプロモーター DNA に運ばれます。
真核生物では
このプロセスはさらに複雑で、 RNA ポリメラーゼ IIがプロモーターに結合するには少なくとも 7 つの異なる因子が必要です。
古細菌では
プロモーターは真核生物のものと似ていますが、はるかに単純化されています。BREとTATAエレメントを含み、TFBとTBPによって認識されます。[ 2 ]

プロモーターは、他の制御領域（エンハンサー、サイレンサー、境界要素／インシュレーター）と連携して、特定の遺伝子の転写レベルを制御する重要な要素です。プロモーターは、細胞内の制御タンパク質の量や構造の変化に応答して誘導され、活性化転写因子がRNAポリメラーゼをリクルートすることを可能にします。[ 3 ] [ 4 ]

ほとんどのプロモーター要素の配列は短いため、プロモーターはランダム配列から急速に進化することができます。例えば、大腸菌では、ランダム配列の約60%が、たった1つの変異で野生型のlacプロモーターと同等の発現レベルに進化することができ、また、ランダム配列の約10%は進化を伴わずに活性プロモーターとして機能することができます。[ 5 ]

相対的な位置の特定

プロモーターは通常、問題の遺伝子のすぐ隣にあるため、プロモーター内の位置は、特定の遺伝子のDNAの転写が始まる転写開始部位を基準にして指定されます（つまり、上流の位置は-1から逆算した負の数で、たとえば-100は100塩基対上流の位置です）。[ 3 ]

要素

細菌性

細菌では、プロモーターには転写開始点から約10ヌクレオチド（プリブナウボックス）と35ヌクレオチド上流に2つの短い配列要素が含まれています。[ 6 ]

  • -10 の配列 (-10 要素) にはコンセンサス配列TATAAT があります。
  • -35 の配列 (-35 要素) にはコンセンサス配列 TTGACA があります。
  • 上記のコンセンサス配列は平均的には保存されているものの、ほとんどのプロモーターでは完全な状態では見られません。平均すると、各コンセンサス配列の6塩基対のうち、どのプロモーターにも3～4塩基対しか存在しません。-10塩基と-35塩基の両方に完全なコンセンサス配列を持つ天然プロモーターは、現在までにほとんど特定されていません。-10塩基と-35塩基の両方に完全なコンセンサス配列を持つ人工プロモーターは、コンセンサス配列とのミスマッチがわずかに見られるものよりも転写頻度が低いことが分かっています。
  • -35配列と-10配列間の最適な間隔は17bpである。スペーサー配列はプロモーター強度に最大600倍の影響を与える。[ 7 ]
  • 一部のプロモーターには、1つ以上の上流プロモーター要素（UP要素）サブサイトが含まれています[ 8 ]（ -42領域を中心とする場合はコンセンサス配列5'-AAAAAARNR-3'、-52領域を中心とする場合はコンセンサス配列5'-AWWWWWTTTTT-3'、W = AまたはT、R = AまたはG、N =任意の塩基）。[ 9 ]
  • 転写開始部位はコンセンサス配列YRYを持つ。[ 7 ]

上記のプロモーター配列は、シグマ70を含むRNAポリメラーゼホロ酵素によってのみ認識されます。他のシグマ因子を含むRNAポリメラーゼホロ酵素は、異なるコアプロモーター配列を認識します。 

← 上流 下流 → 5'-XXXXXXPPPPPPXXXXXXPPPPPXXXXGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGXXXX-3' -35 -10 転写される遺伝子

各ヌクレオチドの出現確率

-10シーケンスの場合 タタート 77% 76% 60% 61% 56% 82% 
-35シーケンスの場合 TTGACA 69% 79% 61% 56% 54% 54%

双方向（原核生物）

プロモーターはDNA上で非常に近接して配置され得る。このような「近接配置プロモーター」は、ヒト[ 10 ]から原核生物[ 11 ]に至るまで、あらゆる生物のDNAで観察されており、高度に保存されている[ 12 ] 。したがって、これらは（現時点では未知の）利点をもたらす可能性がある。これらのプロモーター対は、分岐方向、タンデム方向、収束方向に配置することが可能である。また、転写因子によって制御され、プロモーター間のヌクレオチド距離、2つのプロモーターの強度など、様々な特徴が異なっている。2つの近接配置プロモーターの最も重要な点は、それらが互いに干渉する可能性が非常に高いことである。いくつかの研究において、解析モデルと確率モデルの両方を用いてこの点が検討されている[ 13 ] 。 [ 14 ] [ 15 ]。また、合成遺伝子や、双方向プロモーターによって制御される1～数個の遺伝子における遺伝子発現を測定した研究もある[ 16 ]。

タンデムプロモーター間の干渉現象の描写。

最近では、ある研究で大腸菌のタンデムプロモーターによって制御される遺伝子のほとんどが測定された。[ 17 ]その研究では、2つの主な干渉形態が測定された。1つは、RNAPが下流プロモーター上にあり、上流プロモーターから伸長するRNAPの動きを阻害する場合である。もう1つは、2つのプロモーターが非常に近いため、RNAPが一方のプロモーター上に存在すると、他のRNAPがもう一方のプロモーターに到達できなくなる場合である。これらの現象は、RNAPがDNAに結合すると転写開始部位を含む複数のヌクレオチドを占有するために発生する。同様の現象は、プロモーターが分岐および収束構造にある場合にも発生する。起こりうる現象は、プロモーター間の距離によっても異なる。

真核生物

遺伝子プロモーターは、通常、遺伝子の上流に位置し、転写開始部位から数キロベース離れた調節要素（エンハンサー）を持つことができる。真核生物では、転写複合体は DNA を折り曲げることがあり、これにより、調節配列を実際の転写部位から遠くに配置できる。真核生物の RNA ポリメラーゼ II 依存性プロモーターには、一般的な転写因子TATA 結合タンパク質（TBP）によって認識されるTATA ボックス（コンセンサス配列TATAAA）と、一般的な転写因子TFIIBによって認識されるB 認識要素（BRE）を含めることができる。[ 18 ] [ 19 ] [ 20 ] TATA 要素と BRE は、通常、転写開始部位の近く（通常、30～40 塩基対以内）に位置する。

真核生物のプロモーター制御配列は、通常、転写複合体の形成に関与する転写因子と呼ばれるタンパク質に結合します。例えば、Eボックス（配列CACGTG）は、基本ヘリックス・ループ・ヘリックス（bHLH）ファミリーの転写因子（例：BMAL1-Clock、cMyc）に結合します。[ 21 ]複数の転写因子によって標的とされるプロモーターの中には、過剰活性状態に達し、転写活性の上昇につながるものがあります。[ 22 ]

哺乳類プロモーター

哺乳類における転写の調節。活性エンハンサー調節領域は、染色体ループの形成により、標的遺伝子のプロモーター領域と相互作用できる。これにより、遺伝子の転写開始部位でプロモーターに結合したRNAポリメラーゼII （RNAP II）によるメッセンジャーRNA（mRNA）合成が開始される。ループは、エンハンサーに固定された1つの構築タンパク質とプロモーターに固定された1つの構築タンパク質によって安定化され、これらのタンパク質は結合して二量体（赤いジグザグ）を形成する。特異的調節転写因子は、エンハンサー上のDNA配列モチーフに結合し、一般転写因子はプロモーターに結合する。転写因子がシグナル（ここではエンハンサー上の転写因子上の小さな赤い星で示されるリン酸化として示される）によって活性化されると、エンハンサーが活性化され、標的プロモーターを活性化できる。活性エンハンサーは、結合したRNAP IIによってDNAの各鎖に反対方向に転写される。メディエーター（コアクチベーター）（相互作用構造内の約 26 個のタンパク質からなる複合体）は、エンハンサー DNA 結合転写因子からプロモーターに制御シグナルを伝達します。

哺乳類における遺伝子の上方制御発現は、遺伝子に関連したプロモーターにシグナルが伝達されたときに開始される。プロモーターDNA配列には、CpGアイランド（プロモーターの約70%に存在）、TATAボックス（プロモーターの約24%に存在）、イニシエーター（Inr）（プロモーターの約49%に存在）、上流および下流のTFIIB認識エレメント（BREuおよびBREd）（プロモーターの約22%に存在）、下流コアプロモーターエレメント（DPE）（プロモーターの約12%に存在）などのさまざまな要素が含まれる場合がある。[ 24 ]プロモーターのCpGアイランドにメチル化されたCpG部位が複数存在すると、遺伝子の安定したサイレンシングが起こる。[ 25 ]しかし、実験では他の要素の有無が遺伝子発現に与える影響は比較的小さい。[ 26 ] TATAボックスとInrの2つの配列は、小さいながらも有意な発現の増加を引き起こした（それぞれ45%と28%の増加）。 BREu要素とBREd要素はそれぞれ35％と20％の発現を有意に減少させ、DPE要素は発現に影響を与えなかった。[ 26 ]

遺伝子のプロモーターから離れたDNA領域に局在するシス調節モジュールは、遺伝子発現に非常に大きな影響を与える可能性があり、一部の遺伝子では、このようなシス調節モジュールにより発現が最大100倍に増加することがあります。 [ 27 ]これらのシス調節モジュールには、エンハンサー、サイレンサー、インシュレーター、テザリングエレメントが含まれます。[ 28 ]これらのエレメント群の中で、エンハンサーとそれに関連する転写因子は、遺伝子発現の制御において主導的な役割を果たしています。[ 29 ]

エンハンサーはゲノム領域において主要な遺伝子調節要素である。エンハンサーは細胞種特異的な遺伝子発現プログラムを制御しており、多くの場合、標的遺伝子のプロモーターに物理的に近接するために長距離をループする。[ 30 ] 脳皮質ニューロンの研究では、エンハンサーをプロモーターに導く24,937個のループが発見された。[ 27 ] 複数のエンハンサーは、それぞれ標的遺伝子から数万から数十万ヌクレオチド離れた位置にあり、標的遺伝子のプロモーターにループし、互いに協調して共通の標的遺伝子の発現を制御する。[ 30 ]

このセクションの模式図は、エンハンサーがループして標的遺伝子のプロモーターに物理的に近接する様子を示している。ループはコネクタータンパク質の二量体（例えば、CTCFまたはYY1の二量体）によって安定化され、二量体の一方のメンバーはエンハンサー上の結合モチーフに固定され、もう一方はプロモーター上の結合モチーフに固定されている（図では赤いジグザグで示されている）。[ 31 ] いくつかの細胞機能特異的転写因子（ヒト細胞には約1,600の転写因子が存在[ 32 ]）は一般にエンハンサー上の特定のモチーフに結合し[ 33 ]、これらのエンハンサーに結合した転写因子の小さな組み合わせがDNAループによってプロモーターに近づけられると、標的遺伝子の転写レベルを制御する。 メディエーター（コアクチベーター）（通常、相互作用する構造を持つ約26個のタンパク質からなる複合体）は、エンハンサーDNAに結合した転写因子からの調節シグナルを、プロモーターに結合したRNAポリメラーゼII（pol II）酵素に直接伝達します。[ 34 ]

エンハンサーは、活性化されると、通常、RNAポリメラーゼが2つの異なる方向に作用してDNAの両鎖から転写され、図に示すように2つのeRNAを生成します。[ 35 ] 不活性なエンハンサーは、不活性な転写因子と結合することがあります。転写因子のリン酸化によって転写因子が活性化され、活性化された転写因子は、結合しているエンハンサーを活性化することがあります（図中の小さな赤い星は、エンハンサーに結合した転写因子のリン酸化を表しています）。[ 36 ] 活性化されたエンハンサーは、プロモーターを活性化して標的遺伝子からのメッセンジャーRNAの転写を開始する前に、自身のRNAの転写を開始します。[ 37 ]

双方向（哺乳類）

双方向プロモーターは、双方向遺伝子対の遺伝子の5'末端間にある短い（1 kbp未満）DNAインタージェニック領域である。 [ 38 ]「双方向遺伝子対」とは、5'末端が互いの方向を向いている、反対の鎖にコードされた2つの隣接する遺伝子を指す。[ 39 ] 2つの遺伝子は機能的に関連していることが多く、共有プロモーター領域を改変することで、それらの遺伝子を共制御し、共発現させることができる。[ 40 ]双方向プロモーターは哺乳類ゲノムに共通する特徴である。[ 41 ]ヒト遺伝子の約11%は双方向対になっている。[ 38 ]

遺伝子オントロジーデータベース中の双方向ペア遺伝子は、そのパートナーとデータベースに割り当てられた機能カテゴリーを47%の割合で少なくとも1つ共有していた。[ 42 ]マイクロアレイ解析では、双方向ペア遺伝子は、ランダム遺伝子や隣接する一方向性遺伝子よりも共発現する傾向が高いことがわかっている。[ 38 ]共発現は必ずしも共制御を示すものではないが、双方向プロモーター領域のメチル化は両遺伝子をダウンレギュレーションし、脱メチル化は両遺伝子をアップレギュレーションすることがわかっている。[ 43 ]ただし、これには例外がある。場合によっては（約11%）、双方向ペアの一方の遺伝子のみが発現する。[ 38 ]このような場合、プロモーターは発現していない遺伝子の抑制に関与している。このメカニズムとしては、同じポリメラーゼに対する競合、またはクロマチン修飾が考えられる。異なる転写はヌクレオソームを移動させて1つの遺伝子の転写をアップレギュレーションしたり、結合した転写因子を除去して1つの遺伝子の転写をダウンレギュレーションしたりする可能性がある。[ 44 ]

遺伝子の機能クラスによっては、他のクラスよりも双方向に対になる可能性が高いものがあります。DNA修復に関与する遺伝子は、一方向性プロモーターよりも双方向プロモーターによって制御される可能性が5倍高くなります。シャペロンタンパク質は3倍、ミトコンドリア遺伝子は2倍以上の可能性が高くなります。多くの基本的なハウスキーピング遺伝子と細胞代謝遺伝子は、双方向プロモーターによって制御されます。[ 38 ] 双方向に対になるDNA修復遺伝子の過剰発現は、これらのプロモーターとがんとの関連を示しています。ヒト体細胞がん遺伝子の45%は、双方向プロモーターによって制御されているようで、これは非がん遺伝子よりも大幅に高い割合です。遺伝子ペアWNT9A /CD558500、CTDSPL /BC040563、およびKCNK15 /BF195580間のプロモーターの過剰メチル化は、腫瘍との関連が報告されています。[ 43 ]

双方向プロモーターでは、 TATAボックスの欠如、 CpGアイランドの豊富さ、および片側では優勢なCおよびAと反対側ではGおよびTの中点を中心とした対称性を含む特定の配列特性が観察されています。CGCGエレメントとも呼ばれる、TCTCGCGAGAのコンセンサス配列を持つモチーフは、最近、CpGアイランドでPolII駆動による双方向転写を促進することが示されました。[ 45 ] CCAATボックスは一般的であり、TATAボックスを欠く多くのプロモーターで見られます。さらに、モチーフNRF-1、GABPA、YY1、およびACTACAnnTCCCは、一方向性プロモーターよりも双方向プロモーターで大幅に高い割合で表されています。双方向プロモーターにTATAボックスがないことは、TATAボックスがプロモーターの方向性を決定する役割を果たしていることを示唆していますが、双方向プロモーターの反例はTATAボックスを持ち、一方向性プロモーターにはそれがないことから、TATAボックスが唯一の要因ではないことが示唆されます。[ 46 ]

「双方向プロモーター」という用語は、 mRNAをコードする遺伝子のプロモーター領域に特化して用いられますが、ルシフェラーゼアッセイでは、ヒト遺伝子の半数以上が強い方向性を持たないことが示されています。研究によると、非コードRNAはmRNAをコードする遺伝子のプロモーター領域に頻繁に関連していることが示唆されています。RNAポリメラーゼIIのリクルートメントと開始は通常双方向に開始されますが、分岐した転写は伸長過程の後半にあるチェックポイントで停止されるという仮説が立てられています。この制御の背後にある可能性のあるメカニズムとしては、プロモーター領域の配列、クロマチン修飾、DNAの空間的配向などが挙げられます。[ 44 ]

古細菌

古細菌のプロモーターは真核生物のプロモーターと類似しており、TATAボックス（-26/-27）と上流のBRE（-33/-34）が一般的に見られ、TBPとTFB（TFIIBの相同遺伝子）に結合します。[ 2 ]また、転写開始部位[TSS]の近くにイニシエーターエレメント（INR）があり、BRE-TATAとTSSの間にプロモーター近位エレメント（PPE）がある場合もあります。これら2つは必須ではありませんが、プロモーターの強度を高めます。[ 47 ] TFE（TFIIEの相同遺伝子）は、最適ではないプロモーター配列での開始を促進します。[ 47 ] TFEはInr付近の-10から+1の間に結合します。[ 2 ]

これらのモチーフの厳密な保存は必須ではなく、GC%の高いアーキアの多くは「退化した」TATAボックスを示す。むしろ、プロモーターのエネルギー特性（二重鎖エンタルピー、二重鎖安定性）と構造特性（固有曲率、屈曲性）が主に重要である。[ 47 ]

サブゲノム

サブゲノムプロモーターとは、特定の異種遺伝子のためにウイルスに付加されたプロモーターであり、その結果、その遺伝子のみのmRNAが形成される。多くのプラス鎖RNAウイルスは、これらのウイルスが用いる一般的な感染手法の一つとして、これらのサブゲノムmRNA （sgRNA）を産生し、通常は後期ウイルス遺伝子を転写する。サブゲノムプロモーターの長さは、24ヌクレオチド（シンドビスウイルス）から100ヌクレオチド以上（ビート壊死性黄脈ウイルス）まで様々であり、通常は転写開始点の上流に位置する。[ 48 ]

検出

ゲノム配列中のプロモーターの検出を容易にするための様々なアルゴリズムが開発されており、プロモーター予測は多くの遺伝子予測手法の共通要素となっています。このようなツールは数多く開発されています。[ 49 ]細菌のプロモーター領域は、-35および-10コンセンサス配列の前に位置しています。プロモーター領域がコンセンサス配列に近いほど、その遺伝子の転写が頻繁に起こります。プロモーター領域には、コンセンサス配列のような決まったパターンはありません。

一つのアプローチは、プロモーターがなぜ機能するのかを生物物理学的理論を用いて解明することです。古細菌の場合、エネルギー特性と構造特性の計算値を組み合わせることでプロモーターを検出できます。[ 47 ]細菌の場合、RNAP-シグマ70結合確率を推定する生物物理学的モデルを用いることで、プロモーターの検出と強度推定が可能です。[ 7 ]

もう一つのアプローチは、既知のプロモーターに基づくパターンマッチングプログラムを使用することです。これには、単純な手作りの正規表現から、決定木、隠れマルコフモデル（HMM）、ニューラルネットワークなどの高度な機械学習手法までが含まれます。2000年代に発表された真核生物のコアプロモーター予測プログラムであるYAPPはHMMを使用しています。[ 50 ] 2017年の論文では、畳み込みニューラルネットワークを用いて細菌と真核生物のプロモーターを予測しています。[ 51 ]

バインディング

転写の開始は、プロモーターの位置、RNAポリメラーゼの初期の可逆的な結合、RNAポリメラーゼの構造変化、DNAの構造変化、ヌクレオシド三リン酸（NTP）の機能的なRNAポリメラーゼ-プロモーター複合体への結合、およびRNA合成の非生産的および生産的開始といういくつかのメカニズムを伴う多段階の連続プロセスです。[ 52 ] [ 6 ]

プロモーター結合プロセスは、遺伝子発現プロセスを理解する上で極めて重要です。合成遺伝子システムの調整は、転写速度が既知の、精密に設計された合成プロモーターに依存しています。[ 6 ]

位置

RNAポリメラーゼホロ酵素はDNAの非特異的部位に高い親和性を示すが、この特性ではプロモーター配置のプロセスを明らかにすることはできない。[ 53 ]このプロモーター配置のプロセスは、ホロ酵素とDNA、シグマ4とDNAの複合体の構造に起因すると考えられている。[ 54 ]

異常な機能に関連する疾患

ほとんどの疾患は原因が多様であり、症状や治療への反応は同一であっても、一つの「疾患」は分子レベルでは多くの異なる疾患であることが多い。分子起源の異なる疾患が治療にどのように反応するかは、薬理ゲノミクスの分野で部分的に研究されている。

病的な染色体転座によるキメラ遺伝子の創出により、転写制御の異常を伴う多くの種類の癌はここには記載されていない。重要なのは、プロモーター結合タンパク質の数や構造への介入が、標的遺伝子と要素を共有する無関係な遺伝子の発現に影響を与えずに疾患を治療するための鍵の一つであるということである。[ 55 ]望ましくない変化をきたす遺伝子の中には、細胞の癌化の可能性に影響を与えるものがある。[ 56 ]

プロモーター内のCpGアイランド

ヒトでは、遺伝子の転写開始部位の近くにあるプロモーター（近位プロモーター）の約70％にCpGアイランドが含まれています。[ 57 ] [ 58 ] CpGアイランドは一般的に200〜2000塩基対の長さで、C：G塩基対含有量が50％を超えており、シトシンヌクレオチドの後にグアニンヌクレオチドが続くDNA領域があり、これは5 ' → 3'方向の塩基の線形配列中に頻繁に発生します。

遠位プロモーターにもCpGアイランドが含まれることが多く、例えばDNA修復遺伝子ERCC1のプロモーターでは、CpGアイランドを含むプロモーターはERCC1遺伝子のコード領域の上流約5,400ヌクレオチドに位置している。[ 59 ] CpGアイランドは、マイクロRNAなどの機能性非コードRNA のプロモーターにも頻繁に見られる。

CpGアイランドのメチル化は遺伝子を安定的にサイレンシングする

ヒトでは、DNAメチル化はCpG部位内のシトシン残基のピリミジン環の5'位で起こり、5-メチルシトシンが形成される。プロモーター領域のCpGアイランドに複数のメチル化されたCpG部位が存在すると、遺伝子の安定的なサイレンシングが生じる。[ 25 ] 遺伝子のサイレンシングは他のメカニズムによって開始されることもあるが、多くの場合、プロモーター領域のCpGアイランドのCpG部位のメチル化が続き、遺伝子の安定的なサイレンシングが生じる。[ 25 ]

癌におけるプロモーターCpGの高メチル化/低メチル化

一般的に、癌の進行に伴い、数百もの遺伝子がサイレンシングまたは活性化されます。癌における一部の遺伝子のサイレンシングは変異によって起こりますが、発癌性遺伝子のサイレンシングの大部分はDNAメチル化の変化によるものです（「癌におけるDNAメチル化」を参照）。癌におけるサイレンシングを引き起こすDNAメチル化は、通常、タンパク質コード遺伝子のプロモーター領域に存在するCpGアイランド内の複数のCpG部位で起こります。

マイクロRNAの発現変化は、がんの進行過程において多くの遺伝子を抑制または活性化します（がんにおけるマイクロRNAの項を参照）。マイクロRNAの発現変化は、マイクロRNAの転写を制御するプロモーター内のCpGアイランドにおけるCpG部位の過剰メチル化/低メチル化を介して起こります。

DNA 修復遺伝子のプロモーター内の CpG アイランドのメチル化によるサイレンシングは、がんの進行において特に重要であると思われます (がんにおける DNA 修復遺伝子のメチル化を参照)。

標準配列と野生型

プロモーターを指す際に「標準配列」という用語を使用することはしばしば問題となり、プロモーター配列に関する誤解を招く可能性があります。「標準」とは、ある意味では「完璧」を意味します。

転写因子結合部位の場合、特定の細胞条件下でタンパク質に最も強く結合する単一の配列が存在する可能性があります。これは標準配列と呼ばれることもあります。

しかし、自然選択は転写産物の出力を制御する方法として、エネルギーの低い結合を好む場合があります。この場合、集団内で最も一般的な配列を野生型配列と呼ぶことができます。しかし、それは必ずしも、支配的な条件下で最も有利な配列とは限りません。

最近の証拠は、いくつかの遺伝子（癌原遺伝子c-mycを含む）が潜在的な調節シグナルとしてG 四重鎖モチーフを持っていることも示しています。

変異に関連する可能性のある疾患

多くの遺伝性疾患のいくつかの症例は、プロモーターまたは転写因子の変異に関連しています。

例:

構成的 vs 規制的

一部のプロモーターは細胞内のあらゆる状況でアクティブになるため構成的と呼ばれますが、他のプロモーターは制御されており、特定の刺激に反応した場合にのみ細胞内でアクティブになります。

組織特異的プロモーター

組織特異的プロモーターは、特定の細胞タイプにのみ活性を持つプロモーターです。

用語の使用

プロモーターについて言及する際、一部の著者は実際には「プロモーター +オペレーター」を意味する。例えば、lacプロモーターはIPTG誘導性であり、これはlacプロモーターに加えてlacオペロンも存在することを意味する。lacオペレーターが存在しなければ、IPTGは誘導効果を持たない。もう一つの例はTac-プロモーターシステム（Ptac）である。tacはtacプロモーターと表記されているが、実際にはtacはプロモーターとオペレーターの両方である点に注意されたい。[ 64 ]

参照

参考文献

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