ゲノム進化の加速化: 新しいシステムが数週間で数十年の変化を模倣

東京大学の研究チームは、細菌ゲノム構造の変化の進化を制御し、加速させるシステムを開発しました。このシステムは、小さな「ジャンピング遺伝子」、または挿入配列（IS）として知られるDNA配列を標的としています。この研究は、過去の進化の研究と、実験室でのリアルタイムの遺伝的変化の観察との間のギャップを埋めるものです。 研究者は、その管理しやすいサイズと一貫性から、細菌ゲノムを研究することがよくあります。挿入配列（IS）は、ゲノム内で「ジャンプ」したり、位置を変えたりすることが知られており、進化の変化を促進します。これらの変化は、突然変異、逆転、またはゲノムのサイズと同一性の変化をもたらす可能性があります。 これらの変化を加速するために、研究チームは、高活性ISの複数のコピーを大腸菌（E. coli）に導入しました。わずか10週間で、試験生物は、自然界で数十年にわたって発生するのと同様の変化を蓄積しました。これには、可動性遺伝要素の約25の新しい挿入と、ゲノムサイズの5％の変化が含まれていました。 高いIS活性は、構造的変異体と複合トランスポゾンの出現をもたらしました。これは、ISと複合トランスポゾンの潜在的な進化経路を明らかにします。この結果は、IS挿入とゲノムサイズの変化の影響を研究するための貴重な参考資料となります。 「予想外に」、と金井祐樹は述べています。この研究は、トランスポゾン自体の進化にも光を当てました。金井は、このシステムを、細菌間、または細菌と宿主間の協力が進化する条件を理解するなど、より広範な問題に適用したいと考えています。