遺伝子調節：トランスポゾンから外適応したTnpBホモログはRNA誘導型転写因子である
Nature 631, 8020 doi: 10.1038/s41586-024-07598-4
トランスポゾンにコードされたtnpB遺伝子とiscB遺伝子は、RNA誘導型DNAヌクレアーゼをコードしており、このヌクレアーゼは標的DNAの切断と相同組換えを行うことで自己拡散を促進する。これらの広く存在する遺伝子ファミリーは、進化の長い期間の中で繰り返し環境に適応し、Cas9やCas12をはじめとする多様なCRISPR関連ヌクレアーゼの出現につながってきた。我々は、TnpBヌクレアーゼも、CRISPR–Cas適応免疫以外の新規な予想外の機能に転用されてきたという仮説の検証を試みた。そして今回我々は、系統発生学、構造予測、比較ゲノミクス、機能アッセイの手法を用いて、プログラム可能な転写因子の独立した起源イベントが複数回あったことを明らかにし、これらの転写因子を「TnpB様ヌクレアーゼ活性喪失リプレッサー（TldR）」と命名した。これらのタンパク質は天然に存在するガイドRNAを使って、ゲノムの保存されたプロモーター領域を特異的に標的とし、人間が開発したCRISPR干渉技術によく似た機構で強力な遺伝子抑制を引き起こす。腸内細菌科（Enterobacteriaceae）の細菌群に広く見られるTldRクレードの1つに注目することにより、バクテリオファージがTldRとそれに隣接してコードされるファージ遺伝子の複合作用を利用して、宿主の鞭毛組み立て部品の発現と構成を変化させることが明らかになった。この形質転換は、運動性、ファージ感受性および宿主免疫に影響を与える可能性がある。総合すると今回の研究は、トランスポゾンにコードされた遺伝子の外適応の繰り返しによって多様な分子の刷新が可能になったことを示しており、さまざまなRNA誘導型転写因子の進化の軌跡を明らかにしている。
