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海鞘可以从细菌中获得保护自身的遗传基因~遗传基因的水平传播引发生物进化新学说

2016/12/21

筑波大学生命环境系笹倉靖徳教授的研究团队与东京大学中井谦太教授,首都大学东京的西驾秀俊教授,广岛大学的山本卓教授,高知大学的藤原滋树教授的研究团队一同发现了海鞘表皮上纤维合成酵素的特殊现象,由此提出进化过程的新学说。

海鞘通过合成纤维素覆盖全身来保护自己防止天敌的侵袭。而控制海鞘的纤维素合成酵素的遗传基因来自放线菌这一菌群的水平传播。然而,却没有发现从其他生物获得遗传基因的现象。海鞘祖先吸收了细菌的遗传因子这一现象至今为止还未解明。

本研究在现存的海鞘的一种–玻璃海鞘上发现了纤维素合成酵素遗传基因的结构。在海鞘表皮发现纤维素合成酵素遗传基因,因此说明其是由AP-2这一转录因子控制的。AP-2在脊椎动物体内也存在,是一种表皮形成的重要转录基因。AP-2将富含鸟嘌呤核苷酸(G)和胞嘧啶(C)的DNA结合起来,激活遗传基因表达。而放线菌也富含GC染色体组排列。也就是说,纤维素合成酵素遗传基因从放线菌转移到海鞘祖先,其碱基序列拥有丰富的GC,因此推测其很有可能与AP-2结合,从而进化最终出现于表皮。

刊登论文

【标 题】 Transcriptional regulation of a horizontally transferred gene from bacterium to chordate
(从细菌到海鞘水平转移的遗传基因的转录调控机制)

【作者名】 笹倉靖徳、小椋阳介、Nicholas Treen、横森类、Sung-Joon Park、中井谦太、西驾秀俊、佐久间哲史、山本卓、藤原滋樹、吉田庆太

【刊登杂志】 Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences
doi.org/10.1098/rspb.2016.1712

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