2008-09-03

イントロンの起源について、ある仮説より

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イントロンの起源に入る前に前に、まず、今まで調べた中で、イントロンの役割及びメリットを整理してみます。
○イントロンから核小体低分子RNA(snoRNA)が生まれる。(リンク
 これは、驚きでした
○遺伝子組み換え時にアミノ酸配列情報が壊される確率が下がる。
 イントロン部分で遺伝子組み換えが起こると、もとのアミノ酸配列は破壊されない。
○多くのタンパク質合成を可能としている。
 選択的スプライシングが可能であり、エキソンの組み合わせにより多くのタンパク質の
合成が可能。
○結果的に、トランスポゾンやウイルスの侵入からDNAを守っている。
 タンパク質合成に直接関係しないイントロンが多くあることにより、レトロトランスポゾンや
外部から侵入 するウイルスによるタンパク質合成情報の破壊確率が低下する。(以上、リンク

では、イントロンは、どのように真核生物の中に入ってきたのでしょうか?
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イントロンの起源について、「JT生命誌研究館」より,自ら大胆だとおっしゃっる仮設を紹介します。
以下、「遺伝子の中の厄介者,イントロンはどうしてなくならないか イントロンに感染した真核生物のゲノム」季刊誌「生命誌」通 巻29号:大濱 武氏 より
●核型イントロンの起源 – オルガネラにあるgroupIIイントロン

まず,イントロンが真核生物に特有のもので,細菌(原核生物)には存在しないという教科書的記述は誤りである。真正細菌にも,その変形であるミトコンドリアや葉緑体などのオルガネラにもイントロンはある。ただそれは,真核細胞の核ゲノムにあるものとは異なる。

それらのイントロンは,groupI, groupIIの2つに分類され,そのうちのgroupIIと呼ばれるイントロンが,謎を解く鍵というのがここでの主題だ。すなわち,この型のイントロンが,真核細胞の核の遺伝子にあるイントロン(核型イントロン)の原型になったという考えを支持するデータが,蓄積されつつあるのだ。まず,オルガネラのgroupIIと核型イントロンでは,その切り出しやエキソンの結合で見られる有機化学反応がまったく同じである。さらに,核型イントロンの切り出し装置(スプライソゾーム)に含まれる低分子RNAが,groupIIイントロンの6つの腕に相当するらしい。

そこで,核型イントロンが,細菌やオルガネラにあるgroupIIイントロンの変型であると考えると,生物界における核型イントロンの分布をみごとに説明できる。たとえば,オルガネラをもたない原始的といわれる真核細胞には核型イントロンがない。これらのことから,原始真核細胞に共生した真正細菌がもっていたgroupIIイントロンが,核に入り込んで変型したのが今の核型イントロンであると考えることができる。つまり,原始真核細胞は,オルガネラを得る代わりにgroupIIイントロンに感染し,余分なものを抱え込んだのだ。

●動き回る遺伝因子groupIIイントロン

では,核型イントロンの原型ともいえるgroupIIイントロンとはどんなものなのだろうか。groupIIイントロンは,特定の遺伝子に自己のコピーを組み込む能力をもっており,ここに多くの研究者が注目している。オルガネラのgroupIIイントロンは,強い感染性・増殖性を示す,いわゆる利己的な遺伝因子の一つなのだ。

●核型イントロンが核の遺伝子に侵入する

こうしたgroupIIイントロンの性質を理解したうえで,核型イントロンの歴史を考えると,次のようなストーリーができる。すなわち,初期の真核細胞の進化途上で,核ゲノムに転移したgroupIIイントロンは,切り出し活性に必須なRNA部や内在酵素を自分自身から切り離して,スプライソゾームという別の装置に仕立てあげた。もとのgroupIIは特定部位にしか侵入できなかったが,核型イントロンとスプライソゾームの組み合わせなら,ゲノムのどこにでも自由に侵入できるので,一気にゲノム中に広がったに違いない。以下、略。

未明部分に対して、論理整合をもとに、大胆に仮説を提示されることにまず感動しました 😀
groupIIイントロンは,特定の遺伝子に自己のコピーを組み込む能力をもっているとは、動く遺伝子:トランスポゾンとも関連するのでしょうか?逆転写酵素を持つレトロウイルスとの関連も気になります。
もともとイントロンとは、核小体低分子RNA(snoRNA)を生むように、転写機能や組み込み機能を持っているのかも知れません。

List    投稿者 yooten | 2008-09-03 | Posted in 未分類 | 2 Comments » 

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コメント2件

 yukie | 2008.10.15 13:26

「クオラムセンシング」って初めて聞きました!
>多数に増えて安定した増殖が見込める状態になったら、クオラムセンシングを行って、機を逃さずに一気に繁殖するという戦略をとっていると考えられている。<
とありますが、つまり数が増えたらクオラムセンシングで「増殖せよ!」っていう指令が出てるということですか?
よければ教えてください♪

 tanizaki | 2008.10.15 16:13

yukieさんコメントありがとうございます。
増殖せよ!といった明確な指令なのかはわかりませんが、特有物質を受け取ることで群全体で活性化するようですよ。薬学分野では、この物質をおさえる研究が注目されているようです。病原性細菌の活性化を防ぐことで、病状改善や予防が期待できますから。
詳細な仕組みや関連物質は、種で異なるようですから、今後も引き続き探索したいと思います。もし御興味を持たれ、関連研究など発見されましたら、ぜひお教え下さいね。

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