プラナリアのミトコンドリアDNAによる遺伝暗号の進化とゲノムの多型現象の解析

点击翻译按钮获取中文摘要

1.遺伝暗号進化のメカニズムPCR遺伝子歩行によりCOI遺伝子の約1.2kbの塩基配列を得ることが出来た。その結果プラナリアのミトコンドリアDNAでは、AUA,AAA,UAA,UGA,AGA,AGGの6つのコドンが変則暗号になっていることが分かった。また、系統樹のプラナリアの枝で変化しているのはAUA,AAA,UAAの3コドンだけであることが確定した。これらは、コドン3文字目がすべてAで終わっている。一方、コドン3文字目の塩基の使用頻度(codon usage)をみると、TまたはGが多く使われている。ミトコンドリアは基本的にAT richであるので、プラナリアの祖先型でA→Gへの移行があったと考えられる。脊椎動物ではT→Cへの移行が観察されており、複製開始点がDNAの+鎖と-鎖で違うことに起因すると考えられている。プラナリアにおけるコドン使用頻度の片寄りは脊椎動物の逆鎖現象であり、このバイアスが遺伝暗号変化の主要因として働いたと推測できる。2.多型現象の解析採集したプラナリア42個体について生殖孔の有無をチェックし、10個体が有性個体、32個体が無性個体であることを確認した。実験に使用したプラナリアには2系統(有性系統と無性系統)の集団が混在している。10個体の有性個体が有性系統に属するのは自明である。しかし、無性個体中には有性系統の未成熟個体をも含んでいる。そこで各個体ごとに核型分析を行い分別の手段とした。その結果、無性32個体中、核型3Xを示すものが9個体あり、これを無性系統個体とした。続いて、COI遺伝子をPCR法により増幅し、そのすべてについて塩基配列を決定した。結果、有性系統10個体は同一塩基配列であった。一方、無性系統9個体のすべてに個体内多型(heteroplasmy)が観察された。すなわち、有性生殖能を失ったプラナリアのみに遺伝子多型が生じており、生殖様式と遺伝子多型現象に密接な関係があることが明らかになった。