中生動物の小環状ミトコンドリアDNAによる分子系統位置と暗号進化に関する研究

利用中生动物小环状线粒体DNA研究分子系统发育位置和密码进化

• 批准号: 09740637
• 负责人: 別所 義隆
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 1998
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09740637/
• 关键词: 中生動物; 二胚虫; ミトコンドリアDNA; ミニサークルDNA; tRNA遺伝子; 始原多細胞動物; 遺伝暗号; ゲノム変異圧

中生動物の二胚虫類は、その体制の単純さから原生動物と後生動物の中間に位置する生物と考えられているが、一方で扁形動物の吸虫類が退化した生物とする仮説もある。本研究ではミトコンドリアの遺伝暗号とゲノム変異圧のパターンから二胚虫類の系統位置の推定を試みている。前年度までにミサキニハイチュウのミトコンドリアCO1,CO2遺伝子は、それぞれ単独で1.7kb,1.6kbのミニサークルDNA上にコードされていることが分かっていたが、本年度の研究により、さらにCO3,ND1,ND2,LrRNA遺伝子が、それぞれ単独で0.7kb〜1.8kbのミニサークルDNA上にコードされていることが明らかになった。また、CO2ミニサークルの非コード領域に2種類のtRNA遺伝子(Arg,Gly)を見いだした。通常、後生動物のミトコンドリアDNAは14〜16kbの大きな環状DNA上に複数の遺伝子が並んでコードされている。二胚虫のように遺伝子が1つ1つ分断されている例は報告されておらず新発見となった。また、得られた塩基配列から二胚虫ミトコンドリアの全遺伝暗号を明らかにした。ミトコンドリアの変則暗号は系統樹のどこで生じたかが分かっているので、門レベルの系統位置を決める良い指標になる。原生動物から後生動物が出現する際に、AUA及びAGRコドンで暗号変化が起っている。また、扁形動物の枝で独自にUAA,AAAコドンが変化している。さらに扁形動物のプラナリアを調べ(発表論文)これを確かめた。本研究で調べた二胚虫の遺伝暗号は扁形動物のものではなかった。これらより二胚虫類は扁形動物の退化生物でなく、より原生動物に近い原始的な多細胞動物であると考えられる。CO2ミニサークルの2つのtRNA遺伝子は暗号変化を起こしたコドンのtRNAではなかったが、さらに解析を進めて次年度は系統位置決定の手がかりとなるtRNA遺伝子を探す。

双胚动物属于中生动物，因其结构简单而被认为是位于原生动物和后生动物之间的生物，但也有一种假设认为它们是吸虫（扁虫）的退化生物。在这项研究中，我们试图从线粒体遗传密码和基因组突变压力模式来估计双胚动物的系统发育位置。直到前一年，才知道Misakini Hichu的线粒体CO1和CO2基因分别单独编码在1.7 kb和1.6 kb的小环DNA上，但今年的研究揭示了CO3、ND1、ND2 LrRNA基因分别编码在0.7kb至1.8kb的小环DNA上。我们还在CO2小环的非编码区发现了两种类型的tRNA基因（Arg、Gly）。通常，后生动物的线粒体DNA是14至16 kb的大环状DNA，并排编码多个基因。这是一个新发现，因为目前还没有关于基因像双胚蠕虫一样被一个一个分开的案例的报道。此外，从获得的核苷酸序列中揭示了双胚动物线粒体的完整遗传密码。因为我们知道线粒体异常代码在系统发育树中的哪个位置出现，所以它是确定门水平的系统发育位置的一个很好的指标。当后生动物从原生动物中出现时，AUA 和 AGR 密码子发生编码变化。此外，UAA 和 AAA 密码子在扁虫分支中发生了独特的变化。此外，我们通过检查扁虫涡虫（已发表的论文）证实了这一点。本研究中研究的双胚蠕虫的遗传密码不是扁虫的遗传密码。根据这些发现，双胚动物被认为是原始多细胞动物，与原生动物比退化扁虫更相似。虽然CO2小环中的两个tRNA基因不是引起编码变化的密码子的tRNA，但我们将继续我们的分析，明年我们将寻找将为确定谱系位置提供线索的tRNA基因。

项目成果

Bessho Y: "Planarian mitochondria sequence heterogeneity" Molecular Ecology. 6・2. 129-136 (1997)

Bessho Y：“涡虫线粒体序列异质性”分子生态学 6・2（1997）。