繊毛虫における翻訳終結因子の終止コドン認識機構と遺伝暗号の進化

遺伝暗号はすべての生物で普遍であると思われてきた。一般にUAAとUAGとUGAは終止コドンでタンパク質合成の終了を意味する。しかし、いくつかの繊毛虫の種では、普遍的な遺伝暗号であるUGAはシステインまたはトリプトファンに翻訳されている。真核生物の翻訳終結因子(eRFl)は終止コドンの認識に関わる鍵となるタンパク質であるので、このタンパク質がいくつかの繊毛虫におけるコドンの変異に深く関わっていると考えられる。真核生物では、1つのeRFlが3つの終止コドンすべてを認識するが、いくつかの繊毛虫では、eRFlが変異して終止コドンの認識特異性が変化していると考えられる。本研究の目的は、1)リトストマ綱の種が普遍的遺伝暗号を用いているかどうか、2)Blepharisma属に見られる終止コドンの変異は、eRFlのドメイン1(終止コドンに結合するドメイン)が変異していることによるものかどうかを明らかにすることである。そこで、リトストマ綱のDileptus margaritiferおよびDidinium nasutumと、Blepharisma musculusのeRFlのドメイン1の終止コドン認識能力を調べた。ヒトのeRFlと繊毛虫のeRFlのドメイン1のキメラeRFlを作製し、酵母で発現させてアッセイを行った。その結果は、1)リトストマ綱の種は普遍的遺伝暗号を用いていること、2)Blepharismaの遺伝暗号の変異は、終止コドンUGAを認識する新しいtRNAが生じたことによることを支持するものであった。

遺伝暗号はすべての生物で普遍であると思われてきた。一般にUAAとUAGとUGAは終止コドンでタンパク質合成の終了を意味する。しかし、いくつかの繊毛虫の種では、普遍的な遺伝暗号であるUGAはシステインまたはトリプトファンに翻訳されている。真核生物の翻訳終結因子(eRFl)は終止コドンの認識に関わる鍵となるタンパク質であるので、このタンパク質がいくつかの繊毛虫におけるコドンの変異に深く関わっていると考えられる。真核生物では、1つのeRFlが3つの終止コドンすべてを認識するが、いくつかの繊毛虫では、eRFlが変異して終止コドンの認識特異性が変化していると考えられる。本研究の目的は、1)リトストマ綱の種が普遍的遺伝暗号を用いているかどうか、2)Blepharisma属に見られる終止コドンの変異は、eRFlのドメイン1(終止コドンに結合するドメイン)が変異していることによるものかどうかを明らかにすることである。そこで、リトストマ綱のDileptus margaritiferおよびDidinium nasutumと、Blepharisma musculusのeRFlのドメイン1の終止コドン認識能力を調べた。ヒトのeRFlと繊毛虫のeRFlのドメイン1のキメラeRFlを作製し、酵母で発現させてアッセイを行った。その結果は、1)リトストマ綱の種は普遍的遺伝暗号を用いていること、2)Blepharismaの遺伝暗号の変異は、終止コドンUGAを認識する新しいtRNAが生じたことによることを支持するものであった。