線虫において新規に獲得されたｔＲＮＡ分子の進化と機能の解析

A, T, C, Gの4文字で表現されるDNAの暗号文をもとに、アミノ酸から成る生命活動に不可欠なタンパク質が翻訳される際には、遺伝暗号と呼ばれる厳密な対応関係が存在する。遺伝暗号の実体は3文字ずつの組み合わせが計20種類のアミノ酸を指定することであり、この生命システムの大原則は多くの生物で共通である。Transfer RNA (tRNA) は遺伝暗号を読み解く際にアダプター分子として働くため、遺伝情報からタンパク質への架け橋というまさにセントラルドグマの核心を担う。それゆえ、本分子の進化や機能を探求することは、遺伝暗号の成り立ちや普遍性を議論する上で欠かすことができない。これまでに、なかでも真核生物tRNAに着目し、生命情報学・実験生物学的手法を併用してその進化的多様性や構造的特徴、および化学的特性を詳細に調べてきた。その結果、通常とは異なる分子構造をもつ奇妙なtRNAを、線虫というある種属特異的に発見し、nev-tRNAと命名した。この分子の興味深い特徴としては、少なくとも試験管内で普遍的遺伝暗号を変則的な暗号へと変換する活性を有することにある。そこで、線虫においてこのような遺伝暗号変化が実際に起きているのか否かが次に焦点となった。そこでまず、この分子が線虫の生体内において、低発現ながら翻訳に使用可能な状態で存在していることを見出した。しかしタンパク質一斉分析の結果、当分子が引き起こしたと考えられる遺伝暗号変化は検出可能レベルで認められなかった。したがって、少なくとも通常飼育環境下ではnev-tRNAが翻訳に使用されている可能性は低い。そこで残る可能性としては、環境ストレス応答といった条件特異的な線虫の生存戦略に有利に働いているという可能性である。今後これらの可能性をより深く調べることによって、遺伝暗号の更なる理解や近代のtRNA研究へ貢献することが期待される。

A, T, C, Gの4文字で表現されるDNAの暗号文をもとに、アミノ酸から成る生命活動に不可欠なタンパク質が翻訳される際には、遺伝暗号と呼ばれる厳密な対応関係が存在する。遺伝暗号の実体は3文字ずつの組み合わせが計20種類のアミノ酸を指定することであり、この生命システムの大原則は多くの生物で共通である。Transfer RNA (tRNA) は遺伝暗号を読み解く際にアダプター分子として働くため、遺伝情報からタンパク質への架け橋というまさにセントラルドグマの核心を担う。それゆえ、本分子の進化や機能を探求することは、遺伝暗号の成り立ちや普遍性を議論する上で欠かすことができない。これまでに、なかでも真核生物tRNAに着目し、生命情報学・実験生物学的手法を併用してその進化的多様性や構造的特徴、および化学的特性を詳細に調べてきた。その結果、通常とは異なる分子構造をもつ奇妙なtRNAを、線虫というある種属特異的に発見し、nev-tRNAと命名した。この分子の興味深い特徴としては、少なくとも試験管内で普遍的遺伝暗号を変則的な暗号へと変換する活性を有することにある。そこで、線虫においてこのような遺伝暗号変化が実際に起きているのか否かが次に焦点となった。そこでまず、この分子が線虫の生体内において、低発現ながら翻訳に使用可能な状態で存在していることを見出した。しかしタンパク質一斉分析の結果、当分子が引き起こしたと考えられる遺伝暗号変化は検出可能レベルで認められなかった。したがって、少なくとも通常飼育環境下ではnev-tRNAが翻訳に使用されている可能性は低い。そこで残る可能性としては、環境ストレス応答といった条件特異的な線虫の生存戦略に有利に働いているという可能性である。今後これらの可能性をより深く調べることによって、遺伝暗号の更なる理解や近代のtRNA研究へ貢献することが期待される。