オルガネラ遺伝子転移の分子進化

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08257207
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 大山 莞爾 京都大学, 農学部, 教授 (40135546)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 福澤 秀哉 京都大学, 農学部, 助教授 (30183924)
• Keywords: 転移RNA / tRNA輸送 / ミトコンドリア / オルガネラゲノム / 偽遺伝子 / エキソンシャフリング / ゼニゴケ / イントロン

Research Abstract

オルガネラ遺伝子転移の分子進化
原始オルガネラゲノムにコードされていた遺伝情報の大部分は、核ゲノムに転移したと考えられているが、分子進化学的な経緯に関しては不明な点が多い。本研究では、原始オルガネラ遺伝子の核への転移過程に関する新たな知見を得るために、以下の3点について研究を行なった。(1)ゼニゴケミトコンドリアゲノムから核ゲノムに転移したイソロイシンならびにスレオニンtRNA遺伝子を単離し、その構造を決定した。さらにノザン解析により、これらの遺伝子産物がミトコンドリアに輸送される事を証明した。さらに、ミトコンドリアにコードされているtRNAについても核からミトコンドリアに輸送されるtRNA分子(バリンtRNA遺伝子)を発見した。(2)核ゲノムに転移したNADH脱水素酵素サブユニット7の遺伝子nad7を単離し、その配列をミトコンドリア偽遺伝子ψnad7と比較したところ、RNAを中間体として逆転写反応を介してミトコンドリアnad7遺伝子が核に転移し、その後に、ND7タンパク質がミトコンドリアに移行するために必要なシグナル配列がエキソンシャフリングによって獲得されたことが明らかになった。(3)ゼニゴケミトコンドリアゲノムのイントロンにコードされるRNAマチュレース(スプライシング酵素)がイントロンとは独自に垂直的、水平的に挙動することを示した。

Research Products

• [Publications] Akashi K他: "Occurence of nuclear‐encoded tRNA^<Ile> in mitochondria of the liverwort Marchantia polymorpha." Curr Genet.30. 181‐185 (1996)
• [Publications] Akashi K他: "Accumulation of nuclear encoded tRNA^<Thr> (AGU) in mitochondria of the liverwort Marchantia polymorpha." Bioch. Biophys. Acta. (in press.). (1997)
• [Publications] 明石欣也他: "植物のゲノムサイエンス細胞工学別冊植物細胞工学シリーズVol.5 植物オルガネラ研究の新発展と焦点。" 秀潤社刊, 6 (1996)
• [Publications] 陶山義高他: "植物のゲノムサイエンス細胞工学別冊植物細胞工学シリーズVol.5 オルガネラゲノム間の遺伝情報交換" 秀潤社刊, 9 (1996)