植物マイコプラズマの宿主決定機構の解析

植物マイコプラズマ(Candidatus Phytoplasma asteris)の宿主決定の分子機構を解明するため、今年度はその全ゲノム塩基配列の解読を行った。そのゲノムは約860kbの染色体と、2つのプラスミド(約5kbと4kb)から構成されていた。染色体には754個のORFが見いだされ、2つのrRNA遺伝子オペロンや32個のtRNA遺伝子をはじめ、複製、転写、翻訳、蛋白質輸送に関与する基本的な遺伝子がコードされていた。また、解糖系や脂質合成、核酸の再利用系であるサルベージ経路に関する遺伝子は存在していた一方で、それ以外の代謝系関連遺伝子の多くを欠いており、必要な物質の多くを宿主に依存しているものと考えられた。植物マイコプラズマに近縁な、動物マイコプラズマはTCA回路、電子伝達系、アミノ酸合成、脂肪酸合成、コレステロール合成に関する遺伝子をもっていないことが知られているが、植物マイコプラズマにおいてもこれらの遺伝子は認められなかった。さらに、植物マイコプラズマゲノムでは、ペントースリン酸回路やphosphotransferase system、ATP合成酵素に関する遺伝子も欠いており、自律増殖する生物で、最少遺伝子を持つとされてきた動物マイコプラズマより代謝関連遺伝子が少なかった。これは植物マイコプラズマが動物マイコプラズマと異なり、細胞内に寄生し、栄養豊富な植物篩部に生息するため、退行的進化により遺伝子の多くを失ったのではないかと考えられた。逆に、植物マイコプラズマゲノムには、動物マイコプラズマには無い膜輸送系遺伝子が多数コードされており、植物の生育に必要な物質が、植物マイコプラズマ感染により収奪され、病徴の一因となっている可能性が考えられた。生物の「最少ゲノム」については、これまで数多くの研究があるが、植物マイコプラズマはエネルギー合成系をも欠き、栄養豊富な環境に生活するライフスタイルに適応した、新しいタイプの最少ゲノムを持つ生物であるといえる。またこの知見は、生物は生活する環境によって想像以上に多様な遺伝子構成で生きてゆけることを示唆している。

植物マイコプラズマ(Candidatus Phytoplasma asteris)の宿主決定の分子機構を解明するため、今年度はその全ゲノム塩基配列の解読を行った。そのゲノムは約860kbの染色体と、2つのプラスミド(約5kbと4kb)から構成されていた。染色体には754個のORFが見いだされ、2つのrRNA遺伝子オペロンや32個のtRNA遺伝子をはじめ、複製、転写、翻訳、蛋白質輸送に関与する基本的な遺伝子がコードされていた。また、解糖系や脂質合成、核酸の再利用系であるサルベージ経路に関する遺伝子は存在していた一方で、それ以外の代謝系関連遺伝子の多くを欠いており、必要な物質の多くを宿主に依存しているものと考えられた。植物マイコプラズマに近縁な、動物マイコプラズマはTCA回路、電子伝達系、アミノ酸合成、脂肪酸合成、コレステロール合成に関する遺伝子をもっていないことが知られているが、植物マイコプラズマにおいてもこれらの遺伝子は認められなかった。さらに、植物マイコプラズマゲノムでは、ペントースリン酸回路やphosphotransferase system、ATP合成酵素に関する遺伝子も欠いており、自律増殖する生物で、最少遺伝子を持つとされてきた動物マイコプラズマより代謝関連遺伝子が少なかった。これは植物マイコプラズマが動物マイコプラズマと異なり、細胞内に寄生し、栄養豊富な植物篩部に生息するため、退行的進化により遺伝子の多くを失ったのではないかと考えられた。逆に、植物マイコプラズマゲノムには、動物マイコプラズマには無い膜輸送系遺伝子が多数コードされており、植物の生育に必要な物質が、植物マイコプラズマ感染により収奪され、病徴の一因となっている可能性が考えられた。生物の「最少ゲノム」については、これまで数多くの研究があるが、植物マイコプラズマはエネルギー合成系をも欠き、栄養豊富な環境に生活するライフスタイルに適応した、新しいタイプの最少ゲノムを持つ生物であるといえる。またこの知見は、生物は生活する環境によって想像以上に多様な遺伝子構成で生きてゆけることを示唆している。