文部科学省科学研究費補助金「新学術領域研究」
タンパク質の合成(翻訳)は、メッセンジャーRNA(mRNA)のリボソームによる認識によっておこります。原核生物では、mRNAの5'の非翻訳領域にあるシグナル配列(SD配列)が、リボソームの小サブユニットのRNAの3'端(アンチSD配列、コアモチーフ3'CCUCC) と相補的な塩基対を作る、SD(Shine-Dalgarno)相互作用が起きます。
私たちは、藍藻(シアノバクテリア)由来の内部共生体が葉緑体などの色素体に進化する過程で、この相互作用がどうなったかを調べました。SD相互作用の消失が、緑藻 、ユーグレナ藻、アピコンプレックス門の色素体で、並行して起きていました。それらの色素体ゲノムの著しい縮小と関係するのでしょう。
古典的な SD 相互作用 (3′CCUCC/5′GGAGG (rRNA/mRNA)) が、 変則的な SD 相互作用 (3′CCCU/5′GGGA あるいは 3′CUUCC/5′GAAGG) にとりかわっている場合が、緑藻とユーグレナ藻で、発見されました。それは、rRNA 側のモチーフ配列と mRNA側のシグナル配列の双方の、足並みを揃えた変化によって起きていました(図:ユーグレナ藻)。
rRNAとmRNAのこのような共進化は、 遺伝情報発現のしくみの予想外な進化的可塑性を示しています。
Kyungtaek Lim, Ichizo Kobayashi, and Kenta Nakai. Alterations in rRNA-mRNA interaction during plastid evolution. Molecular Biology and Evolution. (2014) doi: 10.1093/molbev/msu120 [Journal]