細菌における転写制御回路の進化

科学分野:

• 比較ゲノミクスとは
• 分子進化は分子進化である.
• 遺伝子調節 遺伝子調節

背景:

• 生物は多くの場合,環境のシグナルに反応するために,正統転写因子を使用します.
• 逆説的に,これらの保存された要因は,種間の異なる遺伝子のセットを頻繁に調節します.
• これらの規制の違いを駆動するメカニズムを理解することは,進化生物学にとって極めて重要です.

研究 の 目的:

• 関連する生物における異なった遺伝子調節の基礎となるメカニズムを調査し,特にバクテリアに焦点を当てます.
• 調節分岐におけるプロモーター再配線と種固有の遺伝子の役割を区別する.
• バクテリアの調節回路の進化に対する水平遺伝子の移転の影響を調査する.

主な方法:

• 関連種間の転写因子活動と標的遺伝子の比較分析.
• 共有遺伝子のプロモーター構造と,種特有の遺伝子のプロモーター構造を調べる.
• インシリコおよび実験的アプローチで,水平遺伝子転送の役割を評価する.

主要な成果:

• ユカリオットでは,共有遺伝子のプロモーター再配線が,規制的分岐の主要な原動力である.
• バクテリアでは,祖先の転写因子はしばしば種固有の遺伝子を制御し,規制の新しさに貢献します.
• 横の遺伝子転送は,細菌の制御回路の進化を著しく形作る.

結論:

• 規制の相違は,真核生物とバクテリアの異なるメカニズムから生じる.
• バクテリアの調節進化は,祖先要因の相互作用,水平遺伝子の移転,およびプロモーターの修正によって特徴付けられます.
• これらの進化過程は,保存された調節タンパク質の使用にもかかわらず,種特有の遺伝子調節につながります.