植物ゲノムの進化におけるＳＩＮＥレトロトランスポゾンの役割について

SINE逆转录转座子在植物基因组进化中的作用

• 批准号: 14J08066
• 负责人: FAWCETT JEFFREY ANDREW
• 金额: $ 2.83万
• 依托单位: The Graduate University for Advanced Studies
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014-04-25 至 2017-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14J08066/
• 关键词: トランスポゾン; ゲノム; 進化; 植物

真核生物のゲノム配列の多くの部分がトランスポゾンと呼ばれる反復配列であるにも関わらず、これらがゲノム中になぜ存在し、何をしているのかはまだあまりわかっていない。特に近年、なんの機能も持たないはずのトランスポゾンの配列がどういうわけか遠縁の種間で非常に似ているケースが数多く報告されている。これらの事象を説明するため、(i)これらのトランスポゾンが実は重要な機能を獲得している、あるいは(ii)これらのトランスポゾンの水平伝播が頻繁に起こっている、という２つの説が主に提唱されているものの、ほとんどの場合推測の域を出ない。ここで問題なのは、トランスポゾンの配列の進化を理解するうえで必要な枠組みがまだ構築されていないという事実である。そこで私はすでに全ゲノム配列が解読されている数十種の被子植物のゲノムを用いた比較ゲノム解析や進化解析などを行い、このAu SINEレトロトランスポゾンの進化の歴史を正確に再構築していくという作業を行った。結果として、このトランスポゾンが、全被子植物の共通祖先の段階からすでに存在しており、ある種では配列の相似性を保ったままゲノム中に残り、他の種では欠失等によりゲノム中から失われた可能性が高いことがわかった。そして、ある特定の配列を維持することがこのトランスポゾンのファミリーがゲノム中に生き残るために重要だった可能性が高いことを示した。この結果は、その生物にとっては何の機能も持たないはずのトランスポゾンの配列同士が非常に似ている、という現象が普通に、つまり水平伝播や機能の獲得などの特異な現象がなくても、トランスポゾンそのものの生き残り戦略だけで十分に起こりうることを示している。また、この結果をもとに我々はこのAu SINEのみならず、トランスポゾン全般に当てはまるような、トランスポゾンの進化を説明するモデルを提唱した。

尽管真核基因组序列的许多部分是称为转座子的重复序列，但仍然不知道为什么它们存在于基因组中及其所做的事情。特别是，近年来，在许多情况下，转座子的序列（不应具有任何功能）在某种程度上变得非常相似。为了解释这些事件，尽管已经提出了两种主要理论，（i）这些转座子实际上获得了重要的功能，或（ii）这些转座的水平传播经常发生，在大多数情况下，它不是投机性的。这里的问题是，尚未确定理解转座序列演变的必要框架。因此，我使用数十种被解码的被子序序列进行了比较基因组分析和进化分析，并致力于准确地重建该Au Sine Retrotransposon的进化史。结果，发现这种转座子已经从所有被子植物的共同祖先阶段存在，并且在某些物种中，它仍然存在于基因组中，而在其他物种中，它可能由于缺失而导致的基因组丢失了。它还表明，维持一个特定序列可能对基因组中的转移群生存很重要。该结果表明，转座子序列的现象不应具有任何功能的生物体非常相似，换句话说，即使没有特殊的现象，例如水平传播或功能的获取，也可以简单地通过转座子本身的生存策略来实现。基于这些结果，我们提出了一个模型，该模型解释了转座子的演变，而不仅仅是Au Sine，而且总体上是转座子。

项目成果

トランスポゾンの水平伝播について～本当にそんなに起こっているの？～

关于水平转座子传播：真的有那么多吗？

• 发表时间: 2016
• 作者: Tetsuya Ogawa;Takahiko Sato;Toru Ogata;Shin-Ichiro Yamamoto;Kimitaka Nakazawa;Noritaka Kawashima;小倉有紀子，若槻百美，橋本直樹，宮本環，中井幸衛，豊巻敦人，土田幸男，井上猛，久住一郎;Jeffrey A Fawcett
• 通讯作者: Jeffrey A Fawcett

Evolution of the Au SINE retrotransposon family in plant genomes

植物基因组中 Au SINE 逆转录转座子家族的进化

• 发表时间: 2014
• 作者: Jeffrey Fawcett;Hideki Innan
• 通讯作者: Hideki Innan

High Similarity between Distantly Related Species of a Plant SINE Family Is Consistent with a Scenario of Vertical Transmission without Horizontal Transfers

• DOI: 10.1093/molbev/msw130
• 发表时间: 2016-10-01
• 期刊: MOLECULAR BIOLOGY AND EVOLUTION
• 影响因子: 10.7
• 作者: Fawcett, Jeffrey A.;Innan, Hideki
• 通讯作者: Innan, Hideki

Long-term preservation of the Au SINE retrotransposon family in plant genomes

Au SINE逆转录转座子家族在植物基因组中的长期保存

• 发表时间: 2015
• 作者: Fawcett JA;Innan H
• 通讯作者: Innan H