古細菌ゲノムの情報学的解析を基盤としたtRNA遺伝子の起源と進化の探求

基于古菌基因组信息学分析探索 tRNA 基因的起源和进化

• 批准号: 09J00524
• 负责人: 菅原 潤一
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Keio University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09J00524/
• 关键词: tRNA; 古細菌; ゲノムインフォマティクス; 分子進化; イントロン; トランスースプライシング; トランス-スプライシング

近年、イントロンを介在するtRNAや、tRNAの右半分と左半分が二つのゲノム領域に分かれてコードされるtRNAなど(Split tRNA)、ゲノム上で断片化されたtRNA遺伝子が相次いで発見された。タンパク質合成系の中心をなすtRNAの起源や進化を解明する上で、この断片化の経緯や進化的な位置づけを明らかにすることに注目が集まっている。本研究では、海洋研究開発機構(JAMSTEC)との共同により、ある一種の古細菌集団が占有する環境中から採取・決定されたメタゲノム配列を、独自に開発したtRNA遺伝子予測ソフトウェアであるSPLITSにより解析した。この結果、新規tRNA遺伝子を多数発見したのみならず、ある一種の古細菌集団の個体間において特定のtRNA遺伝子にイントロン介在数の違いなどの異質性があることを明らかにした。さらに、これらの異質性が、外来DNAによる部位特異的組換え等により生じた可能性を示した。本成果は、tRNA遺伝子の分断化がなぜ、どのように起こるのかという問いに対する一つのモデルを示し、tRNA遺伝子進化の理解に新たな知見を加えるものである。

In recent years, tRNA fragments have been found in the right and left halves of tRNA fragments, and in the middle of tRNA fragments. The origin and evolution of tRNA in the central part of the synthesis system are explained in detail, and the location of fragmentation and latitudinal evolution is explained in detail. In this study, JAMSTEC and its partners jointly developed and analyzed a species of archaebacteria in an environment where they could be identified and identified independently. As a result, most new tRNA genes have been discovered, and the heterogeneity between individuals of a group of archaea and specific tRNA genes has become apparent. The heterogeneity of foreign DNA and site-specific composition of foreign DNA are shown in this paper. This work provides new insights into the evolution of tRNA genes, including the fragmentation of tRNA genes, the initiation of tRNA gene expression, and the development of tRNA gene expression.

项目成果

メタゲノム情報に基づくアーキアtRNA遺伝子における分断化過程の解析

基于宏基因组信息分析古菌tRNA基因片段化过程

• 发表时间: 2010
• 作者: 菅原潤一;藤島皓介;布浦拓郎;高木善弘;高見英人;高井研;冨田勝;金井昭夫
• 通讯作者: 金井昭夫

Large-scale tRNA intron transposition in the archaeal order Thermoprot eales represents a novel mechanism of intron gain. Molecular Biology and Evolution

Thermoprot ales 古菌中的大规模 tRNA 内含子转座代表了一种新的内含子增益机制。

• 发表时间: 2010
• 期刊: Molecular Biology and Evolution
• 影响因子: 10.7
• 作者: Takuya Matsumoto;Kiyotaka Takishita;Tomoko Chikuni;Fumihiko Shinozaki;Marianne A.Minge;Kamran Shalchian-Tabrizi;Masanobu Kawachi;Tetsuo Hashimoto;Yuji Inagaki;藤島皓介
• 通讯作者: 藤島皓介

Disrupted tRNA Gene Diversity and Possible Evolutionary Scenarios

• DOI: 10.1007/s00239-009-9294-6
• 发表时间: 2009-11-01
• 期刊: JOURNAL OF MOLECULAR EVOLUTION
• 影响因子: 3.9
• 作者: Sugahara, Junichi;Fujishima, Kosuke;Kanai, Akio
• 通讯作者: Kanai, Akio

Insights into the evolution of Archaea and eukaryotic protein modifier systems revealed by the genome of a novel archaeal group.

• DOI: 10.1093/nar/gkq1228
• 发表时间: 2011-04
• 期刊: Nucleic acids research
• 影响因子: 14.9
• 作者: Nunoura T;Takaki Y;Kakuta J;Nishi S;Sugahara J;Kazama H;Chee GJ;Hattori M;Kanai A;Atomi H;Takai K;Takami H
• 通讯作者: Takami H

Permuted tRNA Genes in the Nuclear and Nucleomorph Genomes of Photosynthetic Eukaryotes

• DOI: 10.1093/molbev/msp313
• 发表时间: 2010-05-01
• 期刊: MOLECULAR BIOLOGY AND EVOLUTION
• 影响因子: 10.7
• 作者: Maruyama, Shinichiro;Sugahara, Junichi;Nozaki, Hisayoshi
• 通讯作者: Nozaki, Hisayoshi