並列タイトル等ヒカク ゲノム ニ モトズク ダイチョウキン テイブンシ RNA ノ シンカ カイセキ
Hikaku genomu ni motozuku daichokin teibunshi RNA no shinka kaiseki
一般注記type:text
大腸菌をはじめとする多くのバクテリアは, 様々な環境変動やストレス状況に耐えるために, 素早く遺伝子発現を切り替えて適応しなくてはならない。近年の研究によって, このような環境変動に対して, small RNA(sRNA)と呼ばれる低分子のRNAが, 数多くの制御に関わっていることが明らかになってきた。ここで, sRNA遺伝子は進化速度が速いため, その配列は極めて近縁の生物種であっても保存性が低く, BLAST検索といった配列相同性に基づく検索手法では得られる相同配列が限られてしまうという問題がある。よってsRNAの進化を明らかにすることは非常に挑戦的な課題となっている。本研究では, sRNAの相同性検索のみならず, ゲノム上でsRNA遺伝子の近傍に存在するタンパク質遺伝子の種間での保存性を勘案することで, これまで見逃されてきたsRNAの探索を行った。また, sRNAの存在する領域を比較ゲノム解析することにより, sRNA遺伝子が進化の過程で如何に創成されたのかを類推した。解析には大腸菌由来の17種のsRNAを用い, 187種のγ-プロテオバクテリアゲノムにおける進化の痕跡を辿った。隣接したタンパク質遺伝子を勘案したsRNAの抽出によって, 17種中13種のsRNAで, BLAST検索では見つからなかった大腸菌由来のsRNAと類似したsRNA候補配列が見つかった。特に, 隣接した遺伝子がsRNA自身の転写因子(OxySの転写因子OxyR, GcvBの転写因子GcvA, SgrSの転写因子SgrR)であるといった同じ制御系にある遺伝子の場合, 相同性検索よりも広範な種でsRNA候補配列を得た。さらに, 抽出されたsRNA候補から, その進化の痕跡が残っている具体的な例を発見した。DsrA sRNAでは, 標的遺伝子であるrpoS mRNA結合領域だけが強く保存されていたのに対し, 特定の系統関係からは新たな標的であるhnsの制御領域を獲得しており, 系統関係特異的に新たな制御領域を獲得するsRNAの進化が明らかになった。また, OxyS sRNAではタンパク質コード遺伝子の3'非翻訳領域(3' UTR)にOxySと相同な配列が存在するという結果が得られ, OxySが3' UTRより創成されるというモデルを提案した。この例は3' UTRがsRNAの起源になりうるという最初の報告である。
慶應義塾大学湘南藤沢キャンパス先端生命科学研究会 2014年度学生論文集
卒業論文ダイジェスト
identifier:SFC-RM2014-003
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