Letter 進化：分子機械の複雑度を高める進化 2012年1月19日 Nature 481, 7381 doi: 10.1038/nature10724 多くの細胞過程は分子「機械」、つまり分化した複数のタンパク質の物理的相互作用によって形成され、生物学的機能を果たす集合体によって行われている。このような集合体が進化してきた仕組みについては、多くの推察がなされているものの、確たる証拠は得られていない。今回我々は、祖先遺伝子の復元と遺伝子操作実験を用いて、重要な分子機械の1つである真核生物のV型ATPアーゼプロトンポンプの膜を貫通している六量体リングを取り上げ、その複雑度が、数億年前にどのようにして高まったのかを明らかにする。菌類では、この環が3種類のパラログタンパク質で構成されており、これはパラログ2種類からなるもっと古い複合体から、1個の遺伝子が重複した後で、各娘コピーから環の他のタンパク質と結合する特異的界面が失われることによって進化したものである。これらの界面の喪失は互いに相補的なため、両娘コピーとも、複合体内の限定された空間的役割を担う必須成分となった。各パラログ系統で過去に生じた1種類の変異を、復元した祖先タンパク質に再導入するだけで、これらの非対称な変化を再現するのに十分であり、より複雑な三成分からなる環の必要性がもたらされた。これらの実験は、非常に重要な分子機械が持つ複雑性は、高い確率で起こる単純な進化過程によって、新規の機能という見かけ上の進化を伴わずに、発展してきたことを示している。これらは、複数のパラログタンパク質からなる他の複合体での複雑性の進化に対して考えられる機構の1つを示している。 Full Text PDF 目次へ戻る
