酵母から学ぶ: フェロモンと受容体が共進化する仕組み

2020 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19K16197
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分45010:遺伝学関連
• 研究機関: 大阪大学 (2020); 国立研究開発法人理化学研究所 (2019)
• 研究代表者: 清家 泰介 大阪大学, 情報科学研究科, 助教 (80760842)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: 分裂酵母 / フェロモン / 分子適合性

研究成果の概要

フェロモンと受容体はその分子適合性を保ちつつ変化する必要があるが、この共進化のメカニズムはよく分かっていない。そこで本研究では分裂酵母S. pombeとS. octosporusの間で、フェロモンと受容体遺伝子をスワップさせることにより、フェロモンと受容体間の特異性を検証した。その結果、M型フェロモンと受容体遺伝子は近縁種間で交換することはできないが、P型フェロモンと受容体遺伝子は交換できることが分かった。このことから、分裂酵母の2つのフェロモン/受容体の分子適合性には非対称性があることが示唆された。本結果は「フェロモンと受容体の新しい組み合わせが生まれる仕組み」を知る手がかりになるだろう。

自由記述の分野

遺伝学、進化学

研究成果の学術的意義や社会的意義

フェロモン認識機構はその厳密なイメージとは裏腹に「遊び・曖昧さ」も残されており、これが進化の原動力になっていると考えられている。本研究では、分裂酵母の2つのフェロモンと受容体に着目し、近縁種の遺伝子と交換することで、一方のフェロモン認識は厳密だが、もう一方は柔軟に機能するというデータを得た。そのような非対称な仕組みがフェロモンと受容体の組み合わせの変化を可能にするのかもしれない。生物のフェロモン認識機構は種の維持にとって重要な「厳密な部分」と変化に柔軟に対応できる「曖昧な部分」を両方備え持っているようであり、本研究の成果はフェロモンの変化のメカニズムの手がかりを与えることが期待できる。