51探花

【本学研究者情报】

〇変动海洋エコシステム高等研究所（奥笔滨-础滨惭贰颁）　教授　矢吹彬宪

【概要】

これまでに知られている古细菌の中で最も小さなゲノムを持つ种を発见しました。この古细菌は、栄养やエネルギーをつくる遗伝子をほぼ失っている一方、自らの遗伝情报を复製し机能させる能力を保持しています。生物がどこまで単纯になれるのかを考える上で、重要な手がかりとなる発见です。

他の生物に依存して生きる微生物では、不要となった遗伝子が失われ、ゲノム（遗伝情报の総体）が小さくなります。その究极の形であるミトコンドリアや叶緑体では遗伝子の消失が进み、自らの遗伝情报を働かせたり复製したりする能力まで宿主细胞に委ねており、独立した细胞とは言えません。こうした能力を保ちつつ、生物がどこまで遗伝情报を削减できるのかは、よく分かっていませんでした。

本研究チームは、海洋性微生物を対象とした単細胞ゲノム解析の過程で、未知の古細菌のゲノムを見いだしました。その大きさは23.8万塩基対で、これまで解析された古細菌ゲノムでは最小です。この古細菌は既知のどの古細菌とも遺伝的にかけ離れており、そのゲノムの小ささから、日本神話に登場する極小の神にちなんで Candidatus Sukunaarchaeum mirabile（スクナ古細菌）と名付けました。海洋の遺伝子配列データからは、近縁と見られる配列も多数見つかり、これまで見落とされてきた系統の存在が示されました。スクナ古細菌のゲノムでは、栄養やエネルギーをつくる遺伝子がほとんど失われている一方、遺伝情報を働かせ複製するための主要な遺伝子は保持されていました。本研究は、生物が自らの遺伝情報を働かせ複製する能力を保ちながら、どこまで単純になれるのかを考える上で重要な手がかりとなるものです。

図　本研究の概要図
上図：スクナ古细菌のゲノムマップ（左）と採集地（右）。ゲノムマップは23.8万塩基対の环状ゲノム上の遗伝子配置などを表す。
左下図：スクナ古细菌のゲノムに保持されている机能の概念図。代谢に関わる遗伝子をほとんど持たない一方、ゲノムの复製、転写、翻訳を担う装置の主要な构成要素を保持している。
右下図：23S rRNA遺伝子に基づく古細菌の系統樹。海洋の環境中の遺伝子配列から見つかった近縁配列を含む。スクナ古細菌とその近縁系統（赤）は、既知の古細菌とは遺伝的に大きく異なる一つのまとまりを形成する。ゲノムマップおよび系統樹は、原著論文（Current Biology）の図を改変したもの。

【论文情报】

タイトル：A hidden archaeal lineage with an ultra-reduced genome retaining only its replicative core
著者： Ryo Harada, Yuki Nishimura, Mami Nomura, Akinori Yabuki, Kogiku Shiba, Kazuo Inaba, Thorsten Allers, Yuji Inagaki, and Takuro Nakayama
掲載誌：Current Biology
顿翱滨：

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问い合わせ先

东北大学海洋研究开発机构
変动海洋エコシステム高等研究所（奥笔滨-础滨惭贰颁）
社会対话?共创担当
TEL: 022-795-5620
Email: aimec-comm*grp.tohoku.ac.jp（*を@に置き換えてください）