リボソーム蛋白種の集大成に基づく真核細胞構築過程の蛋白進化学的解析

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07680742
• 研究機関: 統計数理研究所
• 研究代表者: 橋本 哲男 統計数理研究所, 統計教育・情報センター, 助教授 (50208451)
• 研究分担者: 水田 啓子 広島大学, 原爆放射能医学研究所, 助手 (40166012)
• キーワード: リボソーム蛋白質 / 分子進化 / アライメント / 分子系統樹 / 真核細胞

研究概要

リボソーム蛋白質一次構造データのコンパイル、アライメントに基づく蛋白進化学的な解析により、超分子リボソームの進化に関する総括的な理解を得ることを目的として研究を行なった。
昨年度に引き続いて、データスクリーニング、コンパイル、アライメント更新を継続して行なった。ほとんど全てのアライメントは、分子のN端からC端に向けての一対一対応のパターンを示した。三大生物群それぞれの内部では、N端以外では、少数残基の挿入・欠失がみられる程度であり、アライメントに曖昧さを伴なうことはほとんどなかったが、生物群同士とりわけ真正細菌と古細菌・真核生物とのアライメントでは、多くの場合かなり大きな挿入・欠失を導入する必要があった。また、一部のミトコンドリアリボソーム蛋白質に関しては、相同であることは特定できても他配列とのアライメント自体が不可能であるぐらいに変化しているものが見受けられた。
さらに、解析可能なすべての蛋白種について分子系統学的解析を行なったが、個々の蛋白種で解析に用いることができる座位数が少なすぎるため、多くの場合個々の蛋白種での明確な結論は得られなかった。しかしながら総合評価を行なうと、古細菌が単系統群を成しているとの可能性が低いことなどの重要な知見が得られた。
一方、真核細胞構築過程におけるリボソーム蛋白種の進化的変容を明らかにするために、真核生物の進化の比較的早い時期に分岐したとされるミトコンドリアをもたない原生生物種、微胞子虫(Glugea plecoglossi)、ランブル鞭毛虫(Giardia lamblia)およびトリコモナス(Trichomonas vaginalis)について、リボソーム蛋白質遺伝子のデータを得るためのシステムを確立した。このもとで、とくに既報のデータの多い'A'関連蛋白種(大腸菌L7/L12、およびL10相当種)やペプチド鎖伸長因子を取りあげ、これらに関する遺伝子解析を実施した。
また、平成8年9月には、真核生物の初期進化の分野で優れた研究実績を有するロックフェラ-大学(ニューヨーク)において非公式のセミナーを行ない、さまざまな研究者から本研究に対するレビューを受けた。

研究成果

• [文献書誌] Kamaishi,T.,Hashimoto,T.,Nakamura,Y.,Masuda,Y.,Nakamura,F.,Okamoto,K.,Shimizu,M.and Hasegawa,M.: "Complete nucleotide sequences of the genes encoding translation elongation factors 1α and 2 from a microsporidian parasite,Glugea plecoglossi: implications for the deepest branching of eukaryotes." Journal of Biochemistry. 120. 1095-1103 (1996)
• [文献書誌] Yamamoto,A.,Hashimoto,T.,Asaga,E.,Hasegawa,M.and Goto,N.: "Phylogenetic position of mitochondrion-lacking protozoan,Trichomonas tenax,based on amino acidsequences of elongation factors 1α and 2." Journal of Molecular Evolution. 44. 98-105 (1997)
• [文献書誌] Mizuta,K.,Park,J.S.,Sugiyama,M.,Nishiyama,M.and Warner,J.R.: "RIC1,a novel gene required for ribosome synthesis in Saccharomyces cererisiae." Gene, inpress.