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倍数体酵母の相互遺伝子消失が関連する複数回の種分化

Nature 440, 7082 doi: 10.1038/nature04562

酵母であるSaccharomyces cerevisiaeSaccharomyces castelliiCandida glabrataの共通の祖先では、全ゲノムの重複が1回起こっている。今回我々は、重複した遺伝子の消失過程をたどり、全遺伝子座の20%については、この3種の酵母で消失パターンが異なることを明らかにした。例えばSTE12TEC1TUP1MCM1といった転写因子の遺伝子は、S. cerevisiaeでは単一コピーだが、S. castelliiC. glabrataでは重複したまま2個が維持されている。多くの遺伝子座では、重複した2個の遺伝子のどちらが消失したかは酵母の種によって異なるため、どの2種の酵母を比べても、単一コピー遺伝子の4?7%はオーソロガス遺伝子ではない。このような遺伝子消失パターンは、重複遺伝子のどちらかの消失が生殖隔離につながるとする、ベーツソン・ドブジャンスキー・マラー機構型の種分化の強力な証拠である。この3種の酵母につながる系譜は、全ゲノムの重複の直後、急激に遺伝子が消失している期間に分岐したことが明らかになった。単一コピーのパラロガス遺伝子が残っている遺伝子座は、リボソームの生合成にかかわる遺伝子と進化の遅い遺伝子に偏っており、機能的に区別のつかない重複遺伝子間では相互遺伝子消失が起こりやすいという仮説に一致する。これらから、受動的な遺伝子消失という単一の機構によって全ゲノムの重複が起こり、酵母の新しい種の急激な出現に結びつくという単純で統一されたモデルを提案する。

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