菌類特異的遺伝子を指標にした菌類多様性に関する研究

Research Project

Project/Area Number	15770055
Research Category	Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
Allocation Type	Single-year Grants
Research Field	Biodiversity/Systematics
Research Institution	The Institute of Physical and Chemical Research
Principal Investigator	西田洋巳独立行政法人理化学研究所, 遺伝子構造解析研究チーム, 研究員 (60301115)
Project Period (FY)	2003 – 2004
Project Status	Completed (Fiscal Year 2004)
Budget Amount *help	¥3,600,000 (Direct Cost: ¥3,600,000) Fiscal Year 2004: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000) Fiscal Year 2003: ¥2,400,000 (Direct Cost: ¥2,400,000)
Keywords	菌類特異的遺伝子 / 比較ゲノム / アミノアジピン酸還元酵素 / 菌類多様性 / 生物進化 / 機能未知転写産物 / 機能解析 / ゲノム科学 / 菌類 / 分子進化 / 分子生態 / リジン生合成 / 菌類特異的 / 遺伝情報
Research Abstract	アミノアジピン酸還元酵素(LYS2)は菌類のリジン生合成に必須の酵素である。本酵素は菌類に特異的なものであり、ゲノム塩基配列比較からもそのことが支持された。ただ、系統進化上、どれほどの範囲の菌類が本酵素を持っているか不明であった。そこで、LYS2のアデニル化ドメインをコードしている領域を特異的に増幅できるPCRプライマーを設計し、下等菌類から高等菌類にわたる広い範囲の菌類由来のゲノムDNAおよびRNAに対してPCRあるいはRT-PCRを行い、その増幅産物の塩基配列を決定した。接合菌類などの下等菌類を含む43の配列データを決定し、DNAデータベースに登録した。さらに、LYS2の他にも菌類特異的遺伝子を探索したが、ゲノムDNAの配列データおよび既知遺伝子情報比較からでは、有意な情報を引き出すことができなかった。興味深いことに、LYS2に関してもドメインレベルで見ると、原核生物においても類似構造を持つものが多々存在していることがわかった。すなわち、菌類特異的な構造よりも菌類特異的な機能に関する情報がより重要であることを示す結果といえる。ただ、細胞レベルにおける菌類特異的機能情報は極めて乏しい。よって、未知領域、未知遺伝子も標的とした探索が必要である。実際、マウスゲノム科学における網羅的な発現RNAの情報解析結果より、大量の未知転写産物の存在が示されている。これらの未知発現RNAはゲノムDNAから転写されており、ゲノム上にマップすることができる。現在、ゲノム科学の分野においては、これら未知転写産物の機能解析が精力的に進められている。このアプローチは、やがて菌類を含むすべての生物に対して適応可能なものである。