植物ゲノム上に現れるgypsy型レトロトランスポゾンの多様性と局在性に関する研究

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12640596
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 大坪 久子 東京大学, 分子細胞生物学研究所, 講師 (20158801)
• キーワード: ジプシー型レトロトランスポゾン / タンデム反復配列 / ヘテロクロマチン / セントロメア領域 / イネ / FISH / 垂直伝播 / 進化

研究概要

これまでに単離してきたイネのgypsy型レトロトランスポゾンRIRE2、RIRE3、RIRE8の逆転写酵素遺伝子の塩基配列を基にdegenerate primerを作成し、被子植物(単子葉類、双子葉類)、裸子植物(針葉樹類、イチョウ類)、シダ類、コケ類、藻類のゲノムDNAからgypsy型レトロトランスポゾンを単離、同定した。系統樹を作成した結果、植物のgypsy型レトロトランスポゾンは、RIRE2とRIRE3をそれぞれ代表とする二つのファミリーに大別され、さらに、その中にいくつかのサブファミリーが存在すること、各サブファミリー内では、単子葉類、双子葉類、裸子植物、シダ類を含む各生物種由来のレトロトランスポゾンがクラスターを形成すること、そして、各クラスターに属するレトロトランスポゾンは、LTRの長短と末端配列、PBS配列の種類、特定のorfやpol遺伝子下流領域の有無など、それぞれ特徴的な遺伝子構成を持つこと等が明らかになった。これらの事実は、各ファミリーに属するレトロトランスポゾンが、互いに干渉しあわず、垂直伝播によって進化したことを示唆するものである。
イネのgypsy型レトロトランスポゾンの一種、RIRE7は、155bpを基本単位とする新規縦列型反復配列(TrsDと命名)に高頻度で挿入されていることが分かった。TrsD及びRIRE7をプローブとして、イネの体細胞中期染色体および減数分裂細胞のパキテン期染色体を用いてFISHを行ったところ、TrsDおよびRIRE7は染色体の動原体付近、すなわちペリぺりセントロメアのヘテロクロマチン領城に局在することが分かった。このことは、RIRE7がイネの動原体領域を構成していることを示す。RIRE7はイネ科植物の動原体配列として同定された様々な配列と相同性を示すことから、RIRE7およびそのファミリーが、多くの植物極の動原体領城に局在しその構成成分となっていると考えられる。

研究成果

• [文献書誌] Noma, K., Ohtsubo, H., Ohtsubo, E: "ATLN elements, LINEs from Arabidopsis thaliana : Identification and characterization"DNA Res.. 7. 291-303 (2000)
• [文献書誌] Han, C.-G., Frank, M.J., Ohtsubo, H., Ohtsubo, E.: "New Transposable elements identified as insertions in rice transposon Tnr1"Genes Genet. Syst.. 75. 69-77 (2000)
• [文献書誌] Cheng, C., Tsuchimoto, S., Ohtsubo, H., Ohtsubo, E.: "Tnr8, a foldback transposable element from rice"Genes Genet. Syst.. 75. 327-333 (2000)
• [文献書誌] Kumekawa, N., Ohmido, N., Fukui, K., Ohtsubo, E., Ohtsubo, H.: "A new gypsy-type retrotransposon RIRE7 : preferential insertion into the tandem repeat sequence TrsD in pericentromic heterochromatin regions of rice chromosomes"Mol. Gen. Genet.. 265. 480-488 (2001)
• [文献書誌] Myouga, F., Tsuchimoto, S., Noma, K., Ohtsubo, E: "Identification and structural analysis of SINE elements in the Arabidopsis thaliana genome"Genes Genet. Syst.. 76. 291-299 (2001)
• [文献書誌] Noma, K., Ohtsubo, H., Ohtsubo, E: "A new class of LINEs (ATLN-L) from arabidopsis thaliana with extraordinary structural features"DNA Res.. 8. 291-299 (2000)