イントロンの起源と進化:ゲノム進化における新たな機能の解明

内含子的起源和进化：阐明基因组进化中的新功能

• 批准号: 20017022
• 负责人: 剣持 直哉
• 金额: $ 5.12万
• 依托单位: University of Miyazaki
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20017022/
• 关键词: イントロン; 進化; ゲノム; 非翻訳RNA; リボソーム; snoRNA; snoRNAクラスター; snOPY; RPG

真核生物の核ゲノムの遺伝子には、多数のイントロンが存在する。これらイントロンの起源と進化、そしてゲノム進化における新たな機能を明らかにするために、バイオインフォマティクスおよび実験による解析を行い、以下の成果を得た。1.新規に獲得されたイントロンの同定:菌類の近縁種に着目したイントロンの獲得と消失のパターンを、最尤法を用いて推定し、フザリウムのゲノム中に新規に獲得された可能性のあるイントロン14個を発見した。これらのイントロンが内在する遺伝子とイントロンの存在を確認するために、フザリウムからゲノムDNAとトータルRNAを回収しPCR法で解析した。その結果、14カ所のうち10カ所については、タンパク質遺伝子が発現していること、および、イントロンが成熟mRNAから除去されていることを明らかにした。2.非翻訳型RNA遺伝子のイントロンにコードされたsnoRNAクラスター:インフォマティクスで同定した非翻訳型RNA遺伝子(ホスト遺伝子)内にあるsnoRNA遺伝子の発現を、イネいもち病菌のゲノムDNAとトータルRNAを用いたPCR法により確認した。また、snoRNA遺伝子クラスターの進化の過程を推定するために、菌類21種、後生動物5種、植物2種およびマラリア原虫のゲノム配列を用いて、インフォマティクスによりオーソログのsnoRNA遺伝子の構成を予測した。その結果、菌類にはsnoRNA遺伝子クラスターが存在し、そのうち、イネいもち病菌を含む9種ではイントロン内在型、出芽酵母を含む10種ではポリシストロニック型であることが明らかになった。菌類以外の生物7種では、オーソログのsnoRNA遺伝子はゲノム上にクラスターを形成していないことから、snoRNA遺伝子クラスターは10億年前の菌類の祖先生物で出現したと推測した。

真核核基因组基因中有许多内含子。为了阐明这些内含子的起源和演变以及基因组演化中的新功能，进行了生物信息学和实验分析，并获得了以下结果。 1。鉴定新获得的内含子：使用最大似然方法估算了重点是紧密相关的真菌物种的内含子的获取和消失模式，并在镰刀菌的类型中发现了14个新获得的内含子。为了确认这些内含子内源性的基因和内含子的存在，从镰刀菌中收集基因组DNA和总RNA，并通过PCR分析。结果，揭示了蛋白质基因在14个位置中的10个表达，并从成熟的mRNA中取出内含子。 2。由未翻译RNA基因的内含子编码的SNORNA簇：使用基因组DNA和RAICE BLAST细菌的总RNA证实了SNORNA基因在未翻译的RNA基因（宿主基因）中的表达。此外，为了估计SNORNA基因簇的进化过程，我们使用信息学使用信息学预测了直系同源的SNORNA基因组成，该基因组成使用信息学使用21种真菌，5种沉积物，2种植物和疟原虫寄生虫的基因组序列。结果，揭示了真菌中存在SNORNA基因簇，并且含有水稻爆炸细菌的九种是内在的内在形式，而十种含有萌芽酵母菌的物种则以多种形式形式。在七个非真菌生物中，直系同源的SNORNA基因在基因组上没有形成簇，因此我们推测Snorna基因簇出现在十亿年前的真菌创始人中。

项目成果

【4章】真核生物のsmall RNA機能性RNAの分子生物学The molecular biology of non-coding RNA

【第四章】真核小RNA的分子生物学、功能性RNA、非编码RNA的分子生物学

• 发表时间: 2010
• 作者: 田中成和、田村勝;他3名;比嘉三代美;Chakraborty A;Chakraborty A;Uechi T;剣持直哉;吉浜麻生;剣持直哉;Naoya Kenmochi;岩切淳一;吉浜麻生;吉浜麻生;吉浜麻生;剣持直哉;剣持直哉
• 通讯作者: 剣持直哉

イントロン内在型snoRNAの進化から見る真核生物におけるイントロンの役割

从内含子 snoRNA 的进化看出内含子在真核生物中的作用

• 发表时间: 2008
• 作者: 田中成和、田村勝;他3名;比嘉三代美;Chakraborty A;Chakraborty A;Uechi T;剣持直哉;吉浜麻生;剣持直哉;Naoya Kenmochi;岩切淳一;吉浜麻生
• 通讯作者: 吉浜麻生

snoRNA遺伝子とイントロンの進化

snoRNA 基因和内含子的进化

• 发表时间: 2008
• 作者: 田中成和、田村勝;他3名;比嘉三代美;Chakraborty A;Chakraborty A;Uechi T;剣持直哉;吉浜麻生;剣持直哉;Naoya Kenmochi;岩切淳一;吉浜麻生;吉浜麻生
• 通讯作者: 吉浜麻生

イントロンの機能と進化 : snoRNA遺伝子クラスターの解析

内含子功能和进化：snoRNA基因簇分析

• 发表时间: 2008
• 作者: 田中成和、田村勝;他3名;比嘉三代美;Chakraborty A;Chakraborty A;Uechi T;剣持直哉;吉浜麻生;剣持直哉;Naoya Kenmochi;岩切淳一;吉浜麻生;吉浜麻生;吉浜麻生;剣持直哉
• 通讯作者: 剣持直哉

イントロン内在型機能性RNA遺伝子の進化

内含子功能RNA基因的进化

• 发表时间: 2008
• 期刊: 生体の科学 : 特集現代医学・生物学の仮説・学説 59(5)
• 作者: 田中成和、田村勝;他3名;比嘉三代美;Chakraborty A;Chakraborty A;Uechi T;剣持直哉
• 通讯作者: 剣持直哉