真核生物の転写システムの复雑化の仕组みの解明 新しい进化指标による更なる古代の転写システムの解明
真核生物の転写开始システムの复雑化の仕组み
现在の生物学研究における生命现象の仕组みに関するほぼ全ての研究は、现存生物の生物システムについて行なわれている。本研究は约25亿年前の古细菌から真核细胞に至る遗伝子制御の复雑化の仕组みに関するものである。
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东京大学定量生命科学研究所の堀越正美准教授らの共同研究グループは、约25亿年前に古细菌から真核细胞へ进化した际に転写开始システムが复雑化した仕组みを初めて明らかにしました。
进化の研究といえば、化石を利用し、生物が共通祖先から分岐した年代を推定する方法が驯染み深いです。现存生物の顿狈础やタンパク质の配列の同一性や类似性を计算して进化の変迁を予测する分子进化の分野では、配列比较?进化距离?分子系统树と呼ばれる手法が駆使されます。しかし、これらの手法には几つかの弱点があります。まず、古代生物の遗伝子を手に入れることができません。そのため、今まで祖先生物の遗伝子と现存生物の遗伝子の违い（进化距离）を测ることが不可能でした。
研究グループが2016年に発表した研究では、遗伝子内に含まれる繰り返し配列に着目し、祖先遗伝子と现存遗伝子の间の进化距离を算出できる解析法を考案しました。现存生物の遗伝子内にみられる繰り返し配列を利用することによって、新しい指标である现存生物と古代生物の进化距离を算出し、上述の弱点を乗り越えました。その上で、顿狈础が残存していないため解析が不可能とされていた约25亿年前に起こった遗伝情报を取り出す「転写开始システム」の古细菌から真核细胞に至った复雑化の仕组みを明らかにしました。现存生物の生物システムの解析が古代生物の生物システムを推定する唯一の方法でした。今回、解かれることのなかった古代生物の生物システムの分子进化の问题に推定でない确実な解答をもたらすことになりました。
今后、细胞の増殖?分化を支えるさまざまな生命システムがどのように进化してきたかをより幅広く详细に解析するだけでなく、精巧な生物システムの进化の仕组みの変迁から、人工知能や精密机械の「进化」においても応用可能な情报が得られることが期待されます。
なお、本成果は高エネルギー加速器研究机构と理化学研究所との共同研究で得られたものです。
「転写システムの起源の谜を意识してから30年が経ちました」と堀越准教授は话します。「今回、约25亿年前の古细菌から真核细胞に至る『転写开始システム』の复雑化の仕组みを解き明かしたのは、常に困难な问题に挑戦する意识を持ち、研究を続けてきた结果であると考えています」と述べています。
论文情报
, "Leading role of TBP in the establishment of complexity in eukaryotic transcription initiation systems", Cell Reports Online Edition: 2017/12/27 (Japan time), doi:10.1016/j.celrep.2017.12.034.
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