植物マイコプラズマのゲノム構造・機能解析による宿主の切替えと病原性の研究

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本研究では、重大な病害を引き起こす植物病原体である植物マイコプラズマのゲノム構造の全容を世界に先駆けて解明し、その宿主切替え機構や病原性に関する基盤的知見を得ることを目的としている。平成15年度は、高度に精製された植物マイコプラズマのゲノムDNAを抽出したのちSau3AI等による改良ファージライブラリーを作製し、スクリーニング等によってゲノミックライブラリーを検定した。そして、前年度までに決定されたゲノム領域の塩基配列をもとに、ゲノミックウォーキングおよびゲノムのギャップ領域のLong PCRに夜クローニングを試み、最終的に塩基配列を決定した。その結果、モデル系統・タマネギ萎黄病植物マイコプラズマ(OY)の弱毒株、OY-Mの約860kbpの全ゲノム構造を明らかにすることができた。全塩基配列情報より遺伝子領域を推定した後、データベース照合による機能遺伝子の推定を行い、さらに遺伝子構成について調べたところ、同じMollicutes綱細菌であるマイコプラズマよりも少ない代謝系遺伝子しかコードされていないことが判明した。ペントースリン酸回路に関与する遺伝子や、予想外なことにATP合成酵素のサブユニットなど、これまで生命維持に必須と思われていた遺伝子が欠落していた。これは、植物マイコプラズマが細胞内という栄養分の豊富な環境下に生息するうちに、退行的なゲノム進化を遂げた結果であると考えられ、生命が生きていくのに必要な「最少遺伝子」を議論する上で重要な知見となる。