【進化生物学】細菌から菌類への遺伝子の水平伝播は何度も起こった

Cancer ★＠＼(^o^)／

菌類は細菌から何度も遺伝子を取り込んだ
複数回の独立した遺伝子伝播によって菌類は植物の根に棲み着く能力を得た。
Brian Owens, 02 July 2014

ジャガイモ疫病の原因となる微生物は細菌から遺伝子を獲得してきた（下図はリンゴの
葉の上にいる微生物の彩色された走査型電子顕微鏡像）。
http://www.nature.com/polopoly_fs/7.18216.1404237190!/image/1.15496.jpg_gen/derivatives/fullsize/1.15496.jpg

細菌から菌類への単遺伝子移入は少なくとも15回あった。この発見によって、かつて
細菌だけに起こると考えられていた進化的ショートカットが、複雑な真核生物でも驚く
ほど広く見られることが分かった。

細菌は隣り合う個体と頻繁に双方向に遺伝子を交換して、新しい環境への素早い適応を
可能にする能力と特性を得ている。それに対して、もっと複雑な生物は一般的に遺伝子の
重複や変異というゆっくりとしたプロセスを経なくてはならない

真核生物（菌類、植物、動物を含むドメイン）の間の遺伝子交換はいくつか例があり、
細菌から真核生物への移入の例もある。しかしそういったイベント（遺伝子の水平伝播と
呼ばれる）は、非常に稀であると考えられていた。

しかしリヨン大学（フランス）の微生物生態学者、ダニエル・ミュラー（Daniel Muller）らは、
植物の根の周りの土壌にいる細菌を研究して、その仮定に疑いを持った。彼らは、植物の
根の成長を促進する細菌遺伝子acdSが、いくつかの種類の菌類にも存在することを発見した。
この研究結果は今日「Proceedings of the Royal Society B」誌に発表された。

◆満足できない

ミュラーらは149種の真核生物のゲノムを調べ、acdSに似た遺伝子が65種に存在することを
見いだした（61種は菌類、4種は卵菌と呼ばれる寄生性微生物。アイルランドのジャガイモ
飢饉の原因となった微生物、Phytophthora infestansは卵菌の一種だ）。これらの生物の
遺伝的系統図を分析すると、もっとも可能性の高い説明では、3種類の異なった細菌が全部で
15回の異なった遺伝子の水平伝播イベントで、この遺伝子を菌類と卵菌に提供したことが
確認された。

「数回しか起こってないと思っていたものが、実際にはもっと大規模に、複数の提供者と
複数の受容者の間で起こっていた」とミュラーは話した。

ミュラーはこの細菌遺伝子が元々持っていた、生物と植物宿主とのあいだの相互作用を
増やして生物が根に棲み着くのを助ける機能が維持されていると考えられることも示した。

したがって、真核生物が新しい環境への適応を助ける形質を突然得る機会は、生物学者
たちが考えているより頻繁であると考えられる。

（>>2以降につづく）

ソース：Nature News（02 July 2014）
Fungi borrowed bacterial gene again and again
http://www.nature.com/news/fungi-borrowed-bacterial-gene-again-and-again-1.15496

原論文：Proc. R. Soc. B
Maxime Bruto, et al. Frequent, independent transfers of a catabolic gene from
bacteria to contrasted filamentous eukaryotes.
http://rspb.royalsocietypublishing.org/content/281/1789/20140848