RNAの起源と進化

1994 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 04272101
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 岡田 典弘 東京工業大学, 生命理工学部, 教授 (60132982)
• 研究分担者: 大澤 省三 名古屋大学, 名誉教授 (10034620) ; 菊池 洋 三菱科学生命科学研究所, 主任研究員 ; 隈 啓一 京都大学, 理学部, 助手 (10221938) ; 坂本 健作 東京大学, 大学院・理学系研究科, 助手 (50240685)
• キーワード: tRNA / レトロポゾン / リボザイム / アミノアシル合成酵素 / 進化 / 微量塩基成分 / RNA世界 / アイデンティティ

研究概要

古細菌ハロバクテリウムから、tRNAのG15位にグアニンを挿入できるtRNAグアニントランスグリコシラーゼを発見した。これは、同位置に存在する微量塩基成分であるアーケオシンがやはり大腸菌のQの場合と同じように塩基の交換反応によって生成するということを強く示唆している。本酵素の基質特異性を検討したところ、グアニン以外にpreQ0を挿入することが出来るが、preQ1は挿入することが出来ないということが明かになった。(以上岡田)大腸菌argU温度感受性変異株に対する相補性を指標にしたアッセイ系を構築し、tRNAのコア領域の特定の三次構造塩基対がin vivoでのアルギニン受容活性に必須であることを明かにした。(以上坂本)117種類の異なる蛋白質を使って、三つの超生物界の系統関係を再検討した。その結果、転写・翻訳・DNA合成系に関与する遺伝子では、古細胞一真核生物の近縁関係が再現されるが、其の他の遺伝子では、3者の関係が遺伝子ごとにまちまちになることが解かった。このことから、太古の時代には、超生物界の間で盛んに遺伝子の移動が起こり、その結果真核生物のゲノムは遺伝的にモザイクになっている可能性がある。(以上宮田)MSは、3'末端から順に(1)特異性をきめるガイド配列(2)基質部分(3)触媒部分の三つに分けられる。そこで、M1 RNA-MSのうち(2)の部分のみを取り出し別の分子とし、(1)と(3)の部分を連結すれば、(2)を基質としガイド配列を内部にもつ(1)-(3)を酵素とするtransの反応系を構築できるはずである。M1 RNAの3'末端からスペースを置いてガイド配列を連結した(1)-(3)を構築し、別に調製した(2)に作用させたところ、(2)が所定の位置で切断されることが見い出された。(以上菊池)

研究成果

• [文献書誌] Takasaki N.,Murata S.,Saitoh M.,Okada N.: "Species-specific amoplification of tRNA-derived SINEs via retroposition;a process of parasitization of entire genomes during the evolution of salmonids." Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 91. 10153-10157 (1994)
• [文献書誌] Sakagami H.,Ohshima K.Mukoyama H.,Yasue H.and Okada N: "A novel tRNA specied as an origin of short interspersed repetitive elements(SINEs);Equine SINEs may have originated from tRNA^<Ser>." J.Mol.Biol.239. 731-735 (1994)
• [文献書誌] Kido Y.,Himberg M.,Takasaki N.,Okada N.: "Amplification of distinct subfamilies of short interspersed elements(SINEs)during evolution of the Salmonids." J.Mol.Biol.241. 633-644 (1994)
• [文献書誌] Ohshima,K.and Okada N.: "Generality of tRNA origin of short interspersed repetitive elements( SINEs);Characterization of three different tRNA-derived retroposons in the octpus." J.Mol.Biol.243. 25-37 (1994)
• [文献書誌] Yokobori S.,Hasegawa M.,Ueda T.,Okada N.: "Rlationship among coelacanths,Lungfishes,and Tetrapods:A phylogeneic analysis based on mithochondrial cytochrome oxidaze I gene sequence." J.Mol.Evol.38. 602-609 (1994)