ゲノム寄生体が駆動する生物進化：転移因子間の軍拡競争によるゲノム機能変化の解明

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転移因子（TE）は自身のコピーを異なるゲノム位置に挿入する能力を持つDNA配列であり、ヒトゲノムの40%以上を占める。長年、TEは生物ゲノムを損傷・侵略する「ゲノム寄生体」と考えられてきた。一方で、TEの挿入によって遺伝子の発現量や局在が変化し、新たな生理機能の獲得につながった例が報告され、TEが「新たなゲノム進化リソース」となりうることが示されている。本研究ではRNAを鋳型として複製するTEである、SINEとLINEの軍拡競争に着目して研究を進める。SINEは単独では複製できず、LINEの複製酵素に依存して増殖する。つまり、SINEはLINEの複製機構をハイジャックするために配列を進化させてきたのに対して、LINEはSINEから逃れるために配列を変化させてきたと考えられる。興味深いことに、このようなLINEとSINEの軍拡競争にはRNA二次構造が関与する可能性が示されている。したがって申請者は「TE間の軍拡競争がRNA二次構造の多様化をもたらし、ひいては新たなゲノム機能獲得の原動力になった」という仮説を立てた。この仮説が実証されれば「ゲノム寄生体間の相互作用に着目した機能ゲノミクス解析」という新たなアプローチが確立され、ゲノム生物学、進化生物学に比類ないインパクトを与えると期待する。本年度は、SINE・LINE間で共進化しているRNA二次構造を同定するために、(1)共進化関係にあるLINE・SINEのペアリング、(2)SINE・LINE間で保存されているRNA二次構造の探索を試みた。(1)では、SINE・LINEの挿入年代および系統関係に基づき、共進化関係を推定した。(2)ではin silico解析によりRNA二次構造を予測し、SINE・LINE間での構造類似性を比較することで、有意に保存されているRNA二次構造の同定を試みた。