2007 Fiscal Year Annual Research Report
葉緑体から核への遺伝子移行を説明する翻訳不適合説の実験的検証
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19657072
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| Research Institution | Nagoya City University |
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Principal Investigator |
杉浦 昌弘 Nagoya City University, 大学院・システム自然科学研究科, 名誉教授 (80027044)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中邨 真之 名古屋市立大学, 大学院・システム自然科学研究科, 研究員 (60322145)
稲葉 桂子 名古屋市立大学, 大学院・システム自然科学研究科, 研究員 (40448709)
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| Keywords | 葉緑体 / 共生 / ラン藻 / 翻訳 / mRNA / 進化 / in vitro系 |
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| Research Abstract |
葉緑体はラン藻様の光合成原核生物が宿生細胞に共生して生じた。この祖先原核ゲノムは、一部を葉緑体に残し大部分は核に移行した。我々は、翻訳系の変化に対応できなくなった遺伝子が核に移行したという「翻訳不適合」という考えに至り、この説の検証を我々の改良タバコ葉緑体in vitro翻訳系を用いて試みた。
1.タバコ核由来のrbcS mRNAの翻訳速度の測定(中邨)
核と葉緑体の翻訳開始の機構は全く異なるので、核のmRNAを葉緑体で翻訳させるためには5'UTRと3'UTRを葉緑体のものと置換する必要がある。rbcS mRNAはトランジット配列と成熟SSをコードするので、SSコード領域のみを葉緑体のrbcL mRNAのLSコード領域と置き換えたキメラmRNAを作製するための素材作りを行った。次いで、rbcL mRNAの翻訳速度をin vitro系で蛍光リジンtRNAの取込みで測定した。このmRNAは1.8kbにもなる大きなものでin vitro系では翻訳されにくいことがわかったので、3'末端側を決失させて翻訳効率を上げることとした。
2.対照実験としての他種のmRNAの調査と調製(長谷川、杉浦)
上記の実験結果の評価には、対照実験が必要であるとの考えに至った。そこで、対照実験用mRNA種としてどれが適当か調査し、葉緑体コードのリボソームタンパク質S2と対応する核コードのリボソームタンパクの遺伝子を調べたが配列決定されているのが少なく、我々がクローニングしたリボソームタンパクL23を一応の候補とした。また、翻訳開始因子IF-1はタバコ葉緑体では5'末端が壊れており偽遺伝子化していて、核ゲノムに機能する遺伝子が移っているので、葉緑体の方をAUGを加えて翻訳できるかどうか、核コードのIF-1コード領域が葉緑体の5'と3'UTRに入れ替えて翻訳可能かどうかを調べるのが良いと思われる。
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