フランソワ・ジャコブ

研究内容

1961年、JacobとMonodは、細胞内の酵素の発現量の制御が、DNA配列の転写に対するフィードバックの結果であるという考えを示した。

細菌やその他の細胞は、主要な代謝酵素のレベルやその活性を調節することで、外部環境に対応できることが長年知られていた。

例えば、ある細菌が、より単純な糖であるグルコースではなく、ラクトースを含むブロスの中に身を置くと、その細菌は自らを適応させなければならないのです。

1. 乳糖を輸入する。
2. 乳糖をその構成成分であるグルコースとガラクトースに切断すること、および
3. は、ガラクトースをグルコースに変換する。

細胞が乳糖にさらされると、これらのステップのための酵素が増えることが知られていた。

DNAに関する研究により、すべてのタンパク質はその遺伝暗号から生成されていることが明らかになった。ジェイコブとモノーは、大腸菌（E. coli）において、DNA からその産物（RNA） への転写を抑制する特定のタンパク質が存在することを証明しました。これによって、その特定の酵素の生産が抑えられるのです。

lacリプレッサーは

lac リプレッサーは、ラクターゼ酵素をコードする遺伝子の発現を抑制する DNA 結合タンパク質である。このリプレッサーは、ラクトースのない状態で活性化される。

この抑制因子（lac リプレッサー）は、すべての細胞で作られている。制御する遺伝子のDNAに直接結合し、物理的に転写を阻止している。ラクトースが利用できるようになると、アロラクトースに変換され、lacリプレッサーのDNA結合能が阻害される。

このようにして、一連の乳糖消化酵素が必要なときにだけ作られるような、ロバストなフィードバックループが構築されているのである。

遺伝子活性の制御は、分子生物学の非常に大きなサブディシプリンとして発展してきた。多くのメカニズムがあり、多くのレベルの複雑さがある。現在の研究者は、遺伝情報を発現するプロセスのあらゆるレベルで制御事象を発見している。比較的単純なパン酵母（Saccharomyces cerevisiae）のゲノムでは、6,419個のタンパク質コード遺伝子のうち405個が転写制御に直接関与しているのに対し、酵素の場合は1,938個である。