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イントロンの起源と進化:ゲノム進化における新たな機能の解明

Research Project

Project/Area Number 20017022
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionUniversity of Miyazaki

Principal Investigator

剣持 直哉  宮崎大学, フロンティア科学実験総合センター, 教授 (00133124)

Project Period (FY) 2008 – 2009
Project Status Completed (Fiscal Year 2009)
Budget Amount *help
¥8,000,000 (Direct Cost: ¥8,000,000)
Fiscal Year 2009: ¥4,000,000 (Direct Cost: ¥4,000,000)
Fiscal Year 2008: ¥4,000,000 (Direct Cost: ¥4,000,000)
Keywordsイントロン / 進化 / ゲノム / 非翻訳RNA / リボソーム / snoRNA / snoRNAクラスター / snOPY / RPG
Research Abstract

真核生物の核ゲノムの遺伝子には、多数のイントロンが存在する。これらイントロンの起源と進化、そしてゲノム進化における新たな機能を明らかにするために、バイオインフォマティクスおよび実験による解析を行い、以下の成果を得た。
1.新規に獲得されたイントロンの同定:菌類の近縁種に着目したイントロンの獲得と消失のパターンを、最尤法を用いて推定し、フザリウムのゲノム中に新規に獲得された可能性のあるイントロン14個を発見した。これらのイントロンが内在する遺伝子とイントロンの存在を確認するために、フザリウムからゲノムDNAとトータルRNAを回収しPCR法で解析した。その結果、14カ所のうち10カ所については、タンパク質遺伝子が発現していること、および、イントロンが成熟mRNAから除去されていることを明らかにした。
2.非翻訳型RNA遺伝子のイントロンにコードされたsnoRNAクラスター:インフォマティクスで同定した非翻訳型RNA遺伝子(ホスト遺伝子)内にあるsnoRNA遺伝子の発現を、イネいもち病菌のゲノムDNAとトータルRNAを用いたPCR法により確認した。また、snoRNA遺伝子クラスターの進化の過程を推定するために、菌類21種、後生動物5種、植物2種およびマラリア原虫のゲノム配列を用いて、インフォマティクスによりオーソログのsnoRNA遺伝子の構成を予測した。その結果、菌類にはsnoRNA遺伝子クラスターが存在し、そのうち、イネいもち病菌を含む9種ではイントロン内在型、出芽酵母を含む10種ではポリシストロニック型であることが明らかになった。菌類以外の生物7種では、オーソログのsnoRNA遺伝子はゲノム上にクラスターを形成していないことから、snoRNA遺伝子クラスターは10億年前の菌類の祖先生物で出現したと推測した。

Report

(2 results)
  • 2009 Annual Research Report
  • 2008 Annual Research Report
  • Research Products

    (16 results)

All 2010 2009 2008 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (8 results) Book (1 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] ゼブラフィッシュにおけるRNA修飾の機能解析2009

    • Author(s)
      比嘉三代美
    • Journal Title

      蛋白質核酸酵素:mRNAプログラム

      Volume: 54(16) Pages: 2092-2097

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  • [Journal Article] Loss of Ribosomal Protein L11 Affects Zebrafish Embryonic Development through a p53-Dependent Apoptotic Response2009

    • Author(s)
      Chakraborty A
    • Journal Title

      PLoS ONE

      Volume: 4(1)

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  • [Journal Article] Loss of Ribosomal Protein L11 Affects Zebrafish Embryonic Development through a p53-Dependent Apoptotic Response2009

    • Author(s)
      Chakraborty A
    • Journal Title

      PLoS ONE 4(1)

      Pages: 4152-4152

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    • Author(s)
      Uechi T
    • Journal Title

      Hum Mol Genet 17(20)

      Pages: 3204-3211

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    • Author(s)
      剣持直哉
    • Journal Title

      生体の科学 : 特集現代医学・生物学の仮説・学説 59(5)

      Pages: 386-387

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      吉浜麻生
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      第33回日本分子生物学会年会・第83回日本生化学会大会 合同大会
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      神戸
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      剣持直哉
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      第12回日本RNA学会年会
    • Place of Presentation
      東京
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      2010-07-27
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      Naoya Kenmochi
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      神戸
    • Year and Date
      2008-12-09
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      吉浜麻生
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      第31回日本分子生物学会年会・第81回日本生化学大会合同大会
    • Place of Presentation
      神戸
    • Year and Date
      2008-12-09
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  • [Presentation] snoRNA遺伝子とイントロンの進化2008

    • Author(s)
      吉浜麻生
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      第7回新しいRNAIRNPを見つける会
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      宮崎
    • Year and Date
      2008-09-08
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  • [Presentation] スプライセオソーム型イントロンと機能性RNAの進化2008

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      吉浜麻生
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      東京
    • Year and Date
      2008-08-22
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    • Author(s)
      剣持直哉
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      第10回RNAミーティング
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      札幌
    • Year and Date
      2008-07-23
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  • [Book] 【4章】真核生物のsmall RNA機能性RNAの分子生物学The molecular biology of non-coding RNA2010

    • Author(s)
      剣持直哉
    • Total Pages
      40
    • Publisher
      クバプロ
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://snoopy.med.miyazaki-u.ac.jp/

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  • [Remarks]

    • URL

      http://ribosome.Med.Miyazaki-u.ac.jp/

    • Related Report
      2008 Annual Research Report

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Published: 2008-04-01   Modified: 2018-03-28  

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