| 研究概要 |
遺伝暗号は地球上の全生物で共通、普遍であるとされていたが、1979年ヒトとウシ・ミトコンドリアで非普遍暗号が発見されたことを契機として動物ミトコンドリアや種々の生物(核遺伝子)で、普遍暗号に従わない例が発見されたため、普遍遺伝暗号説は否定され、現在では生物の進化に伴って遺伝暗号は変化し得るものであるという概念が定着した。しかしその変化のメカニズムや必然性についてはまだ十分理解されていない。そこで各種動物ミトコンドリアにおける暗号変化の分子機構を探るために、個々の動物種のミトコンドリアについてコドンとアミノ酸の対応関係のより詳細な解明を行い、コドンとtRNAの共進化の分子機構を詳細に解明することを本研究の目的とする。
研究対象としては無脊椎動物と脊椎動物の中間に位置する尾索動物ホヤ(マボヤ:Halocynthria reretzi)と無脊椎動物の代表として軟体動物イカ(ヤリイカ:Loligo bleekeri)を取り上げ、それらの暗号変化(ホヤ:UGA,終止コドン→Trp;AUA,Ile→Met;AGA/G,Arg→Gly,イカ:UGA,終止コドン→Trp;AUA,Ile→Met;AGA/G,Arg→Ser)に対応するtRNAを単離精製した。それらのアンチコドンの修飾塩基を高精度質量分析装置を用いて分析した結果(東大・工・鈴木研究室との共同研究)、ホヤの3種類のtRNA(Trp,Met,Gly)とtRNAとイカtRNAT^<Trp>のアンチコドン1字目に5-タウリノメチルウリジン(tm^5U)を発見した。これがコドン3字目のAとGを認識することにより、上記の暗号変化を引き起こすことが結論された。またホヤでは例外的にMet用のtRNAが2種類存在するが、アンチコドンにCAUを持つ方は開始tRNAであることが推定された。ホヤの結果についてはJ.Biol.Chem.に発表した。イカの他の2種類のtRNA(Met,Ser)のアンチコドンはそれぞれ未修飾のCとm^7Gであった。これまでの暗号変化はすべて修飾塩にが関与して実現されるものであったが、イカtRNA^<Met>での未修飾Cの発見は、Cは本来GとAを認識できるポテンシャルを有するものであり、初期遺伝暗号はすべて未修飾RNAで実現されることを強力に示唆した。
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