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本研究の目的は、単細胞紅藻Cyanidioschyzon merolaeの全ゲノム情報を足掛かりに、イントロンおよび代謝系遺伝子のレパートリーに着目し、真核生物の初期のゲノム進化の一端を明らかにすることである。
昨年度に実施したイソプレノイド代謝系7遺伝子の解析から、色素体が成立した初期の時点で遺伝子レパートリーの多様性が成立したこと、貝類の寄生虫パーキンサスにも色素体の存在が推定されることを示した。これは極めて重要な知見であることから、本年度はこの点についてさらに詳しく解析を実施し考察を進めた。その結果、珪藻・渦鞭毛藻などはかつて一次共生の色素体を持っており、いわば共生交替によって現在のような二次共生色素体を獲得した可能性が考えられた。また免疫蛍光顕微鏡法によりパーキンサスには確かに二次共生色素体が存在していることが示されたが、しかしながらそれは独自のDNAを持っていないことが示唆された。
本研究で得られた知見をまとめると以下のようになる。真核生物は一次共生により色素体を成立させたが、その際にシアノバクテリアのみでなくクラミジアなどの遺伝子をゲノム中に取り込み、それによって代謝系遺伝子は多様なレパートリーを持つことになった。そのうち一部の生物は共生交替により二次共生色素体を獲得した。時間の経過に伴って色素体DNAから細胞核ゲノムへと遺伝子が移行していくと考えられているが、パーキンサスでは確かにその移行が完了している。以上の成果は、特に代謝系遺伝子に着目して真核生物のゲノム進化の一端を明らかにしたものであり、かつ色素体の進化に関する重要な知見を得たものといえる。反面、イントロンに着目した研究については中途で割愛せざるを得なかった。
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