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rRNAとmRNAの 色素体での共進化

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、mRNA5'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RNA3'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、SDShine-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 (3CCUCC/5GGAGG (rRNA/mRNA)) 変則的な SD 相互作用 (3CCCU/5GGGA あるいは 3CUUCC/5GAAGG) 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)。


SD2.jpg

 

rRNAmRNA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]

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