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遺伝:つなぎ替えた細菌遺伝子ネットワークの進化可能性および階層構造

Nature 452, 7189 doi: 10.1038/nature06847

複数の生物のDNA塩基配列の解読から、既存の遺伝子の重複と浮動が、そのゲノムの内容を主に形成していることが明らかにされている。特定遺伝子のノックアウトまたは過剰発現の影響は多くの生物で調べられているが、生物学的ネットワークに新たなつながりを加えたときの影響を系統的に検討した研究はまだない。ネットワークの進化可能性を検討するため、我々は、プロモーター(調節領域を含む)と別々の転写因子またはσ因子遺伝子との組み合わせ598通りを大腸菌で構築し、野生型の遺伝的背景に付け加えた。本論文では、新たなネットワークの約95%が大腸菌に許容されること、増殖を変化させたものはごく一部であること、それに発現レベルが野生型のネットワーク階層構造中での因子の位置と相関することを示す。最も重要なのは、さまざまな選択圧の下で一部のネットワークに一貫して野生型をしのぐ生存能力が認められることである。したがって、ネットワーク内の新たに作られた連結は進化の障壁となることがほとんどなく、適応への優位性をもたらす場合すらあるのである。

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