ダイオキシン受容体－シトクロームP450異物代謝システムの進化

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異物代謝において重要な酵素の一つであるシトクロームP4501(CYP1)ファミリーとその誘導機構の進化を明らかにすることを目的に研究を行った。平成22年度に行った研究からCYP1ファミリーに含まれるCYP1D1遺伝子は鳥類の系統で偽遺伝子化している可能性が示された。しかし、現在ゲノム情報が明らかとなっているのは、ニワトリ、キンカチョウなど新顎類に分類される鳥類種に限定されている。そこでさらにダチョウに着目し、CYP遺伝子の解析を行った。ダチョウは鳥類の系統で最も古くに他の鳥類から分岐した古口蓋類に属しており、ニワトリやキンカチョウの遺伝子データベースと比較することで鳥類が祖先から保持している形質を予想することが期待できる。今回、鳥類における異物代謝酵素の進化を明らかにすることを目的に次世代シークエンサーを用い、ダチョウの肝臓で発現している遺伝子を網羅的に解析した。ダチョウ肝臓のmRNAからはCYP1D1遺伝子の発現は確認されなかったが、CYP1A2、CYP2C23、CYP2C45、CYP2D49、CYP2G19、CYP2W2、CYP2AC1、CYP2AC2、CYP2AF1、CYP3A37の10分子の発現が確認された。CYP2G19、CYP2AF1に関しては、鳥類種によって偽遺伝子化し機能を失っている可能性が示唆された。さらに同定されたCYPのmRNA発現量を比較し、ダチョウではCYP2G19のmRNA発現量が最も高いことや、CYP2C45の発現量はニワトリと同様発現量が高いことを明らかにした。今回の結果から鳥類においてCYP分子種が鳥類種によって偽遺伝子化していること、鳥類に共通して発現量が高いCYP分子種が存在することといったCYP分子種の進化過程が明らかとなった。このことはCYP1ファミリーとその誘導機構の進化に対して新たな知見を加えると考えられる。