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멍게가 세균을 통해 획득한 유전자로 몸을 지키게 된 이유- 유전자의 수평전반을 통한 생물진화에 관한 새로운 학설 제창

2016/12/21

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 쓰쿠바대학 생명환경계 사사쿠라 야스노리(笹倉靖徳) 연구그룹은 도쿄(東京)대학 나카이 겐타(中井謙太) 교수, 수도대학도쿄(首都大学東京) 사이가 히데토시(西駕秀俊), 히로시마(広島)대학 야마모토 스구루(山本卓), 고치(高知)대학 후지와라 시게키(藤原滋樹) 연구그룹과 공동으로, 멍게의 섬유소 합성효소가 표피에서 특이하게 발현하게 된 진화 프로세스에 관해 새로운 학설을 제창하였습니다.
 멍게는 섬유소를 합성하여 적으로부터 자신의 몸을 지킵니다. 멍게의 섬유소 합성효소 유전자는 방선균이라고 불리는 그룹의 세균에서 수평전반을 통해 획득하게 되어있습니다. 그러나 보통 다른 생물로부터 가져온 유전자는 발현되지 않는 것이 일반적입니다. 세균의 유전자가 멍게의 선조에게 뺏긴 후 발현되었다는 사실을 지금까지 잘 알지 못했습니다.
 본 연구에서는 현재 존재하는 멍게의 일종인 Ciona intestinalis(유령멍게)는 섬유소 합성효소 유전자를 발현시키는 조직에 관해 새로이 밝혀냈습니다. 섬유소 합성효소 유전자는 표피에서 발현합니다. 본 연구를 통해, 이 발현이 AP-2라는 전사인자로 인해 제어된다는 사실이 밝혀졌습니다. AP-2는 척추동물에게도 있으며, 표피형성에 중요한 역할을 하는 전사인자입니다. AP-2는 염기 구아닌(G)과 시토신(C)에 많은 DNA와 결합하여 유전자발현을 활성화 하는데, 방선균도 마찬가지로 GC에 많은 게놈 배열을 가진것으로 알려져 있습니다. 즉, 섬유소 합성효소 유전자가 방사균으로부터 멍게의 선조로 이동했을 때, 그 염기배열이 GC에 풍부했기 때문에 AP-2와 결합이 가능해졌으며, 이에 표피에서 발현하도록 진화했다고 추측되고 있습니다.

게재 논문

【제목】 Transcriptional regulation of a horizontally transferred gene from bacterium to chordate
(박테리아에서 멍게로 수평전반된 유전자의 전사조절기구)

【저자명】사사쿠라 야스노리(笹倉靖徳), 오구라 요스케(小椋陽介), Nicholas Treen, 요코모리 루이(横森類), Sung-Joon Park, 나카이 겐타(中井謙太), 사이가 히데토시(西駕秀俊), 사쿠마 테츠시(佐久間哲史), 야마모토 스구루(山本卓), 후지와라 시게키(藤原滋樹), 요시다 게이타(吉田慶太)

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

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