発現量が進化しやすい遺伝子を細菌で発見

理化学研究所（理研） 生命機能科学研究センター 多階層生命動態研究チームの古澤 力 チームリーダー（東京大学 大学院理学系研究科附属生物普遍性研究機構 教授）と東京大学 大学院理学系研究科附属生物普遍性研究機構の津留 三良 特任助教の共同研究チームは、進化実験で得た大腸菌の遺伝子の発現量を網羅的に解析し、遺伝子変異や環境変化で生じる細胞状態の変化に対して、共通して発現量が進化しやすい遺伝子を明らかにしました。

本成果は、細菌の抗生物質耐性獲得進化などで見られるような、発現量が高速に進化するメカニズムの解明への貢献に加え、生物進化の制御によるバイオテクノロジー分野への応用が期待されます。

生物は、個体差や種差などの表現型（生物の遺伝子型が形質として表れたもの）において幅広い多様性を示しますが、これらの多様性は完全にランダムに生じるのではなく、一定の方向性があることが知られています。

今回、共同研究チームは、多様な変異が蓄積しやすい実験条件で大腸菌を進化させ、その遺伝子発現量を解析することにより、発現量が進化しやすい遺伝子の発見に成功しました。さらに、これらの遺伝子は、特定の制御たんぱく質（転写因子）による発現制御を受けており、遺伝子変異や環境変化の影響を受けやすい制御構造を持つことを突き止めました。本研究の成果は、生物の進化しやすさをつかさどる分子機構に迫るとともに、なぜ生物が特定の状態に進化しやすいかというダーウィン以来の進化の謎に答える可能性があります。

本研究は、科学雑誌「Ｎａｔｕｒｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ」オンライン版（現地時間３月２１日付）に掲載されます。