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進化:ペルオキシレドキシンは、概日リズムの保存されたマーカーである

Nature 485, 7399 doi: 10.1038/nature11088

細胞からなる生物が出現したのは約37億年前である。地球上の生物は、わずかな例外を除いて、地球の自転によって起こる予測可能な日周期のもとで進化してきた。環境のこのような周期変動を予期する生物は有利になり、そのことが、内部生理機構を外部条件に同調させる内因性概日リズムの進化の推進力となってきた。こうした概日リズムを駆動する機構の分子系統学については、すでに同定されている時計遺伝子や時計タンパク質に、真正細菌、古細菌、真核生物という生物のドメインすべてにわたって保存されているものがないため、これまで解析が難しかった。今回我々は、さまざまなモデル生物でペルオキシレドキシンタンパク質の概日振動を詳しく調べ、その酸化還元周期が、概日リズムの普遍的マーカーであって、生物の全ドメインに共通することを明らかにした。さらに、それぞれのモデル系において、ペルオキシレドキシン代謝周期と時計機構の転写–翻訳フィードバックループとの相互連結性を解析した。これらの結果は、約25億年前に起こった大酸化事変以降に、細胞の計時機構と酸化還元恒常性維持機構とが密接に関係して共進化したことを示唆している。

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