葉緑体から核への遺伝子移行を説明する翻訳不適合説の実験的検証

解释基因从叶绿体到细胞核转移的翻译不相容理论的实验验证

基本信息

批准号：
19657072
负责人：
杉浦昌弘
金额：
$ 1.86万
依托单位：
Nagoya City University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

葉緑体はラン藻様の原核生物が宿生細胞に共生して生じた。この祖先原核ゲノムは、一部を葉緑体に残し大部分は核に移行した。我々は、翻訳系の変化に対応できなくなった遺伝子が核に移行したという「翻訳不適合説」を立て、この説の検証を我々のタバコ葉緑体融in vitro翻訳系を用いて試みた。1.タバコ核由来のrbcS mRNAの翻訳速度の測定(中邨)約1.8kbのタバコ葉緑体rbcL mRNAの翻訳速度を蛍光リジンtRNAの取込みで測定したが、長すぎて翻訳されにくかった。3'末端側を順次欠失させて翻訳効率を上げ、約3分の2を欠失して158コドンにしたものが良い結果を得たので、この短縮rbcL mRNAを使うことにした。一方、核コードのrbcS mRNAはトランジット配列と成熟SSをコードするので、SSコード領域のみを葉緑体rbcL mRNAのLSコード領域と置き換えたキメラmRNAを作製した。この両mRNAのin vitro翻訳を試みたが、再現性ある結果がまだ出ていない。2,対照実験としての他種のmRNAの調査と調製(杉浦)対照実験として、葉緑体コードのリボソームタンパク質S2と核コードのリボソームタンパク質L23の遺伝子をまず候補とした。本調査中に、葉緑体のリボソームタンパク質Sl6遺伝子がシロイヌナズナの核にもあり、その産物がミトコンドリアと葉緑体へも移行するとの報告が出たので(Ueda et al.2008)タバコ葉緑体Sl6 mRNAを用いてin vitro翻訳を行っている。タバコのESTも蓄積中なので核ゲノムのS8遺伝子を探索中である。本計画は完了までに至らなかったが、引き続き研究費を申請して研究を続行する予定である。

叶绿体由类蓝藻原核生物与宿主细胞的共生产生。这种祖先的原核基因组大部分转移到细胞核中，部分留在叶绿体中。我们提出了“翻译不相容理论”，即无法再响应翻译系统变化的基因迁移到细胞核，并尝试使用我们的烟草叶绿体融合体外翻译系统来验证这一理论。 1.源自烟草核的rbcS mRNA翻译率的测量(中村) 通过掺入荧光赖氨酸tRNA来测量约1.8kb的烟草叶绿体rbcL mRNA的翻译率，但其太长而无法翻译。我们陆续删除了3'端以提高翻译效率，删除了大约三分之二的mRNA，留下了158个密码子，得到了很好的结果，所以我们决定使用这个截短的rbcL mRNA。另一方面，由于核编码的rbcS mRNA编码转运序列和成熟SS，因此产生了嵌合mRNA，其中仅SS编码区被叶绿体rbcL mRNA的LS编码区取代。我们尝试了两种 mRNA 的体外翻译，但尚未获得可重复的结果。 2.其他物种mRNA的调查和制备作为对照实验(Sugiura) 作为对照实验，我们首先选择叶绿体编码核糖体蛋白S2和核编码核糖体蛋白L23的基因作为候选基因。在这项研究中，据报道，叶绿体核糖体蛋白Sl6基因也存在于拟南芥的细胞核中，并且其产物也转移到线粒体和叶绿体中（Ueda等人，2008）使用Sl6 mRNA进行体外翻译。。由于烟草EST也在积累，我们正在核基因组中寻找S8基因。虽然这个项目没有完成，但我们计划申请研究经费并继续研究。