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

基因组寄生虫驱动的生物进化：阐明转座元件之间的军备竞赛导致的基因组功能变化

• 批准号: 22KJ2901
• 负责人: 川崎 純菜
• 金额: $ 2.83万
• 依托单位: Waseda University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ2901/
• 关键词: 転移因子; 機能ゲノミクス; ゲノム進化; RNA二次構造; 軍拡競争

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。

Planning to move factor (TE) は itself の コ ピ ー を different な る ゲ ノ ム position に scions into す る ability を hold つ DNA match column で あ り, ヒ ト ゲ ノ ム の accounted for more than 40% を め る. Long-term, TE する biological ゲノムを damage · invasion する "ゲノム parasite" と examination えられて た た た. Party で, TE の scions into に よ っ て heritage 伝 son の 発 now や amount of innings in が - し, new た な physiology の get に つ な が っ た example が report さ れ, TE が "new た な ゲ ノ ム evolution リ ソ ー ス" と な り う る こ と が shown さ れ て い る. This study で は RNA を type where と し て copy す る TE で あ る, going と LINE の army company competition with mesh し に を て research into め る. SINE 単 単 independently で で replicates で で ず ず, and LINE <s:1> replicates enzymes に dependent on て to multiply する. つ ま り, going は LINE の copy institutions を ハ イ ジ ャ ッ ク す る た め に match column を evolution さ せ て き た の に し seaborne て, LINE は going か ら fled れ る た め に match column を variations change さ せ て き た と exam え ら れ る. Takes deep い こ と に, こ の よ う な LINE と going の army company competition に は RNA secondary structure が masato and す が る possibility in さ れ て い る. し た が っ て applicants は "の army company, competition between TE が RNA secondary structure の many others in the を も た ら し, ひ い て は new た な ゲ ノ ム function get の impulsion に な っ た" と い う 仮 said を て た. Said こ の 仮 が card be さ れ れ ば "ゲ ノ ム の interaction between parasitic body に with mesh し た function ゲ ノ ミ ク ス parsing" と い う new た な ア プ ロ ー チ が establish さ れ, ゲ ノ ム biology, evolutionary biology に than class な い イ ン パ ク ト を and え る と expect す る. は, going this year, the LINE between で total evolutionary し て い る を RNA secondary structure with fixed す る た め に, (1) the total evolution masato に あ る LINE, going の ペ ア リ ン グ, (2) going, the LINE between で save さ れ て い る RNA secondary structure の try to explore を み た. (1)で た, SINE · LINE circuit および system relationship に basis づ で, co-evolutionary relationship を presumption た. (2) で は in silico parsing に よ り を RNA secondary structure can be し, going LINE between で の を compared with structural similarities す る こ と で, intentionally に preservation さ れ て い る の RNA secondary structure with fixed を try み た.

项目成果

Large‐scale investigation of zoonotic viruses in the era of high‐throughput sequencing

• DOI: 10.1111/1348-0421.13033
• 发表时间: 2022-10
• 期刊: Microbiology and Immunology
• 影响因子: 2.6
• 作者: Junna Kawasaki;K. Tomonaga;Masayuki Horie

公共データの再利用によるRNAウイルス配列の大規模調査

通过重用公共数据大规模研究RNA病毒序列

• 发表时间: 2022
• 作者: 川崎純菜;小嶋将平;朝長啓造;堀江真行.
• 通讯作者: 堀江真行.

個人ウェブサイト

个人网站

Paleovirology: digging “molecular fossil records of viruses” hidden in vertebrate genomes.

古病毒学：挖掘隐藏在脊椎动物基因组中的“病毒分子化石记录”。

• 发表时间: 2022
• 作者: Junna Kawasaki;Shohei Kojima;Yahiro Mukai;Keizo Tomonaga;Masayuki Horie.
• 通讯作者: Masayuki Horie.

週刊医学のあゆみ、281巻3号

医学史周刊，第 281 卷，第 3 期

• 发表时间: 2022
• 作者: 川崎純菜;堀江真行
• 通讯作者: 堀江真行