レトロトランスポゾンの新機能獲得と生存戦略の進化

逆转录转座子新功能的获得和生存策略的进化

基本信息

批准号：
04J11197
负责人：
小島健司
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Kyoto University (2005)The University of Tokyo (2004)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

R2は28SリボソーマルRNA遺伝子に特異的に挿入されるレトロトランスポゾンである。レトロトランスポゾンの標的配列特異性は、宿主への害を最小限にしつつ自身の増殖を図る生存戦略と捉えることができる。私はこれまでの研究において、このR2が節足動物、脊索動物、棘皮動物、扁形動物の4つの動物門にまたがって分布していることを明らかにしてきた。本年度の研究においては、これらの動物門よりも早くに分岐した刺胞動物において、R2およびそれに近縁なレトロトランスポゾンを発見した。イソギンチャクの一種Nematostella vectensisのゲノム配列情報からR2に近縁なレトロトランスポゾンを発見し、これが他のR2と同じ標的配列を持っていることを明らかにした。一方、ヒドラHydra magnipapillataのゲノム配列情報から2種類のR2に近縁なレトロトランスポゾンを発見したが、これらの標的配列はR2とは異なり、18SリボソーマルRNA遺伝子中に挿入されていることがわかった。これは、新規の配列特異性であり、R8と命名した。複数の手法を用いた系統解析の結果では、イソギンチャクのR2は予想通り他のR2と近縁であったが、興味深いことに、ヒドラのR8も系統上R2の内部に位置した。このことから、R8はR2に属するレトロトランスポゾンが、標的配列を変更して誕生したレトロトランスポゾンのグループであることが示された。また、R2の配列特異性の起源が、三胚葉動物の誕生以前にまで遡ることが明らかとなった。これら2つの結果はリボソーマルRNA遺伝子への配列特異性がレトロトランスポゾンの生存戦略として有効に働いていることを示している。

R2 是一种逆转录转座子，特异性插入 28S 核糖体 RNA 基因中。逆转录转座子的靶序列特异性可以被视为其自身增殖的生存策略，同时最大限度地减少对宿主的伤害。在我之前的研究中，我发现 R2 分布在四个动物门中：节肢动物、脊索动物、棘皮动物和扁虫。在今年的研究中，我们在刺胞动物中发现了R2及其密切相关的逆转录转座子，其分化早于这些动物门。我们从海葵Nematostella vectensis的基因组序列信息中发现了与R2密切相关的逆转录转座子，并揭示其与其他R2具有相同的靶序列。另一方面，基于Hydra magnipapillata的基因组序列信息，发现了两类与R2密切相关的反转录转座子，但它们的靶序列与R2不同，并被发现插入到18S核糖体RNA基因中。这是一个新颖的序列特异性，被命名为R8。使用多种方法的系统发育分析表明，正如预期的那样，海葵 R2 与其他 R2 密切相关，但有趣的是，水螅 R8 在系统发育上也位于 R2 内。这表明R8是通过修饰属于R2的反转录转座子的靶序列而产生的一组反转录转座子。研究还表明，R2的序列特异性可以追溯到三叶动物出生之前。这两个结果表明，核糖体 RNA 基因的序列特异性作为反转录转座子的生存策略是有效的。