動物自然免疫の根幹をなす補体系の進化的起源

2006 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 18370096
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 野中 勝 東京大学, 大学院理学系研究科, 教授 (40115259)
• キーワード: 進化 / 免疫学 / 遺伝子 / 補体系 / ヤツメウナギ / ネマトステラ

研究概要

公開された刺胞動物ネマトステラのゲノムデータから、ブラストサーチにより得られた部分配列を元にRACE-PCRを行い、補体C3・B因子・MASP遺伝子の完全長配列を決定し、RT-PCRにより発現を確認した。これまで刺胞動物からはC3のみが知られており、MASPは後口動物からのみ、B因子は後口動物とカブトガニから確認されていたのみであったので、この結果は複数の成分からなる補体系の起源の古さを大幅に更新したことになる。これらの遺伝子から推定されるアミノ酸配列を哺乳類の対応する補体系因子と比較すると、病原体のオプソニン化に必要なチオエステル結合部位など、補体系の活性に関わる重要なアミノ酸残基を全て保持しており、哺乳類補体系因子と基本的に同様な働きをしている可能性の高いことが確認された。また、分子系統解析の結果から、これらが最も進化的分岐の古い、原始的な補体系遺伝子であることが示された。さらに約10,000クローンのヤツメウナギ肝臓EST解析を行い、得られた補体系遺伝子配列に対して、分子系統解析およびヒト補体系遺伝子配列との相同性の比較を行った。その結果、ほ乳類で遺伝子重複とその後の機能分化により生じたと考えられるファミリーを形成する補体成分に対しては、祖先系と考えられる遺伝子のみが確認され、これらの遺伝子重複/機能分化は有顎脊椎動物の系統で円口類の分岐以降に生じたことが示唆された。また、軟骨魚類より分岐の古い動物から初めてI因子遺伝子を単離した。従って、顕著なドメイン構造を示す補体遺伝子のうち、C3・B因子・MASPファミリーは刺胞動物と二胚葉動物の分岐以前に、TCCファミリーは円口類の分岐以降・軟骨魚類の分岐以前に、I因子は尾索動物の分岐以降・円口類の分岐以前に起源をもつことが示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] Genomic view of the evolution of the complement system (2006)
  • 著者名/発表者名: Nonaka, M., Kimura, A.
  • 雑誌名: Immunogenetics 58 ページ: 701-713
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Ancestral organization of the major histocompatibilitycomplex revealed in the amphibian Xenopus (2006)
  • 著者名/発表者名: Ohta, Y., Goetz, W., Hossain, M.Z., Nonaka, M., Flajnik, M.F.
  • 雑誌名: J. Immunol. 176 ページ: 3674-3685
• [雑誌論文] Expression patterns of Hox genes in larvae of the sea lily Metacrinus rotundus (2006)
  • 著者名/発表者名: Hara, Y., Yamaguchi, M., Akasaka, K., Nakano, H., Nonaka, M., Amemiya,S.
  • 雑誌名: Dev. Genes Evol. 216 ページ: 797-809
• [雑誌論文] The DNA sequence of medaka chromosome LG22 (2006)
  • 著者名/発表者名: sasaki, T., Shimizu, A., ishikawa, S.K., Imai, S., Asakawa, S., Murayama, Y., Khorasani, M.Z., Mitani, H., Furutani-Seiki, M., Kondoh, H., Nanda, T., Schmid, M., Scharti, M, Nonaka, M., Takeda, H, Hori, H., Himmelbauer, H., Shima, A., Shimizu,N.
  • 雑誌名: Genomics 89 ページ: 124-133
• [雑誌論文] MHCを中心とした獲得免疫の進化 (2006)
  • 著者名/発表者名: 野中 勝, 塚本 健太郎
  • 雑誌名: 生体の科学 57 ページ: 516-517