東京大学医科学研究所

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発表論文解説

ピロリ菌ゲノムからわかった遺伝子誕生の新しいしくみ

PNAS January 6, 2011. (オンライン)
古田芳一a,b、河合幹彦a,b,c、矢原耕史d,e、高橋規子a,b、半田直史a,b、鶴剛史b,f、大島健志朗g、吉田優h、東健h、服部正平g、内山郁夫c、小林一三a,b,f
a: 東京大学大学院新領域創成科学研究科・メディカルゲノム専攻、b: 東京大学医科学研究所、c: 基礎生物学研究所、d: 久留米大学大学院・医学系研究科、e: 富士通九州システムズ、f: 東京大学大学院理学系研究科・生物化学専攻、g: 東京大学大学院新領域創成科学研究科・情報生命科学専攻、h: 神戸大学医学部・消化器内科
Birth and death of genes linked to chromosomal inversion. Yoshikazu Furuta, Mikihiko Kawaia, Koji Yahara, Noriko Takahashi, Naofumi Handa, Takeshi Tsuru, Kenshiro Oshima, Masaru Yoshida, Takeshi Azuma, Masahira Hattori, Ikuo Uchiyama, Ichizo Kobayashi.

遺伝子の誕生と崩壊は、進化の鍵となる過程ですが、その仕組みについてはよく解っていませんでした。

人類の半数の胃に住み着いているピロリ菌は、胃炎、胃潰瘍を起こします。「胃がん大国」日本の株は、がんを起こす病原性の強い「悪玉菌」と見られています。私たちは、ピロリ菌日本株4のゲノムを解読し、世界各地のものと比較し、この生物種のゲノムの進化を再構成しました。

ある遺伝子がヨーロッパ株では1つなのに日本株では2つに増えていること(「重複」)がわかりました。また、ゲノム全体をヨーロッパ株のものと比べると、日本株ではゲノムの一部が「逆位」を起こした(反転した)形になっていました。そして、遺伝子の重複はちょうどこの逆位の付け根で起きていました。

110114.gif

配列を調べると、「DNAの逆位に伴って遺伝子(DNA)の重複が起きる」というしくみが推測できました。さらに、遺伝子の「誕生」だけでなく「崩壊」も、このしくみで起きていました。

ゲノムの解読技術の革新のおかげで、ゲノム情報が爆発的に増えています。この結果は、それらを比較してゲノムの進化を考える上での手がかりになるでしょう。とくに、がん細胞ではゲノムに様々な構造変化が起きていることがわかってきましたが、このしくみが働いて、遺伝子が誕生したり壊れたりしているのかもしれません。


Nature で紹介されました。http://www.nature.com/nature/journal/v469/n7329/full/469135d.html