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染色体の位置と,腸菌遺伝子の進化速度の変化

P M Sharp¹, D C Shields, K H Wolfe

¹Department of Genetics, Trinity College, Dublin, Ireland.

Science (New York, N.Y.)

|November 10, 1989

まとめ

エテロバクテリアのDNA進化率は,遺伝子によって異なります. 遺伝子発現レベルと複製の起源 (oriC) に近いところは,遠隔の遺伝子がより速く進化する突然変異率に影響を与えます.

科学分野:

微生物学微生物学とは
分子生物学は分子生物学である.
遺伝学遺伝学とは

背景:

DNA配列の進化の速度は,ゲノム内のすべての遺伝子に均一ではありません.
以前の研究では,コードン使用バイアスによる遺伝子発現レベルが進化率に影響することを示唆しています.

研究の目的:

エンテロバクテリアのDNA配列進化の基礎速度に影響を与える要因を調査する.
遺伝子発現,同義的なコードンの使用,およびDNA分岐の染色体位置との関係を決定する.

主な方法:

エシェリキヤ大腸菌とサルモネラ・タイフィムリウム菌のDNA配列の比較分析.
アミノ酸の変化の影響を最小限に抑えるために"静かな"DNA部位に焦点を合わせる.
遺伝子の分岐を遺伝子発現レベルとオリCに対する染色体位置と関連付ける統計分析.

主要な成果:

異なる遺伝子の間で,静かな部位でも,DNA配列の分岐の有意な変動が観察されました.
遺伝子の差異は遺伝子発現のレベルと強く相関しており,同義的なコードンの使用に関する選択を示しています.
発現制限が弱い遺伝子の場合は,分岐は染色体位置とも関連している. oriCから遠く離れた遺伝子は oriCに近い遺伝子の変異率のおよそ2倍を示している.

結論:

遺伝子発現レベルと染色体位置の両方が,エンテロバクテリアのDNA配列進化に影響を与えます.
複製の起源 (oriC) に近いところは,突然変異率の変動における重要な要因であるようです.
これらの発見は,選択的圧力と細菌のゲノム進化を形作る地域的なゲノム要因の複雑な相互作用を強調しています.

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