新規なミトコンドリアシグナル配列機構の発見およびその利用

• 担当機関: [部会名]
• 研究期間: 1989～1989
• 発行年度: 1996
• 要約: イネミトコンドリアRPS11をコードする遺伝子を核ゲノムより単離し、その遺伝的に関連した遺伝子を解析した。新規なミトコンドリアシグナル配列獲得機構を発見した。その機構を利用し、新規遺伝子coxVb遺伝子が単離できた。
• 背景・ねらい: ミトコンドリアは細胞内共生している小器官である。ミトコンドリアを構成する; 大部分のタンパク質は、核ゲノムにコードされており、転写・翻訳の後にミトコ; ンドリアへ輸送される。ミトコンドリアは遺伝情報を核ゲノムへ進化の過程で移; 行させ、現在の形となっていると考えられているがその詳細は不明である。本研; 究では、ミトコンドリアより核ゲノムへ転移したrps11遺伝子を単離し、加えて; 遺伝的に関連した遺伝子を解析することにより、オルガネラ間の遺伝子転移機構; や転移後の遺伝子活性化機構を明らかにし、その知見を利用することを目的とし; た。

成果の内容・特徴

1. 他生物のrps11遺伝子と相同性を持つ領域をイネミトコンドリアゲノムより単離し、ＤＮＡ配列を決定した。他生物のＯＲＦに相当する中央付近にストップコドンが存在すること、およびＲＮＡ編集によってもセンスコドンに復活しないことから、単離遺伝子は偽遺伝子であると結論付けた。
   
2. イネ核ゲノムにコードされている、機能しているrps11遺伝子を単離し、構造決定した。ゲノミッククローンを単離し解析したところエクソン３つより成り立つ遺伝子であることが明らかとなった。
   
3. 5'側のエクソンにコードされるシグナルタンパク質は、ミトコンドリアＡＴＰＢのシグナル配列と高い相同性を示した（図１）。両シグナル配列の遺伝的関係が示唆され、RPS11のシグナル配列はＡＴＰＢ遺伝子のシグナル領域の重複と組み換えにより形成されたと示唆された（図２）。
   
4. ミトコンドリアシグナル配列をコードすると予想される領域をプローブとして、ｃＤＮＡライブラリーのスクリーニングを行い、新規遺伝子coxVbを単離することに成功した。この新規シグナル配列獲得機構は、遺伝子のスクリーニング法として応用できることを証明した。　
   

• 成果の活用面・留意点: 異なるミトコンドリアタンパク質が、共通のシグナル配列を共有している新事実; が明らかとなり、さらにシグナル配列をコードする領域をプローブとした遺伝子; スクリーニングが可能であることを示した。今後、同手法による新規遺伝子の単; 離が期待される。
• カテゴリ: 輸送