Simple Science

最先端の科学をわかりやすく解説

# 生物学# 植物生物学

ストレプトフィルム・カピラタムの遺伝子の謎

新しい発見が、最近見つかった緑藻の複雑な関係を明らかにしたよ。

― 1 分で読む


ストレプトフィルム・カピラストレプトフィルム・カピラトゥムの遺伝的な秘密りを解明中。新しく見つかった緑藻の複雑な遺伝的つなが
目次

ストレプトフィルム・カピラタムは2018年に発見された緑藻だよ。この藻は派手じゃなくて、ヌルヌルしたカバーに包まれた短い糸みたいに見える。研究者たちはこの藻が他の親戚とどう関係しているかを調べたくて、核とプラスチドから遺伝子マーカーを使って系統樹を作った。この研究で、S.カピラタムはストレプトファイトファミリーの初期の系統に属していることがわかったかも。

遺伝子分析と系統関係

最近、あるチームがS.カピラタムのプラスチドゲノムを配列決定したんだ。それから作られたタンパク質を調べて、この藻がほとんどの親戚とは別物だって強い証拠が見つかった。ただ、別のチームの研究からは予想外の結果が出て、S.カピラタムがインターフィルムっていう別の藻と一緒に別のグループに入れられたんだ。この新しい発見は前の結論と矛盾していて疑問が生まれた。

矛盾する結果

この新しい分析でのS.カピラタムの位置は驚きだった。この藻はインターフィルムグループと密接に関連しているように見えたんだけど、これはプラスチド遺伝子に基づく以前の発見に反していた。結果として、S.カピラタムを最初に置かれていた場所から区切る5つの異なる支系が示された。この研究の矛盾は懸念を引き起こし、使用されたデータの更なる調査を促した。

データの潜在的な汚染

矛盾した研究のデータを詳しく調べた結果、インターフィルム・パラドクサムからの遺伝物質の汚染が見つかったんだ。この汚染は結果に影響を与えた可能性が高い。研究者たちは、S.カピラタムからの18S rRNAの2つの異なる配列を見つけて、一つはS.カピラタムから、もう一つはインターフィルム種に合ったのがわかった。この混乱は複数の藻の遺伝物質が混ざっていたことを示している。

遺伝物質の分離

状況を明確にするために、研究者たちはS.カピラタムとインターフィルムの配列を分けたんだ。そして、S.カピラタムの正しい配列だけを使って系統樹を再構築した。この新しい分析で、S.カピラタムは系統樹の期待される位置に属していることが確認された。KlebsormidiophyceaeやPhragmoplastophytaとはしっかり分かれていることもわかった。

系統の年齢

推定によれば、S.カピラタムは他のストレプトファイトと分かれたのは、親戚の中でもっと前で、約8億9600万年前だって。この藻はそれ以来あまり多様化していないようで、今のところ知られているのはこの一種だけ。だけど、将来的にこの系統に属する新しい種が見つかる可能性もある。S.カピラタムは一般的な土壌で発見されたにも関わらず見落とされてきたんだ。

タンパク質の特徴の比較

S.カピラタムの遺伝子は、最も近い親戚に似たところもあれば、違うところもあるって示している。存在するタンパク質のタイプは、他の緑藻や植物のものと比較されて、S.カピラタムはKlebsormidiophyceaeやPhragmoplastophytaと密接に関連していることがわかった。この発見は、S.カピラタムが近い親戚の新しい発展として見られる多くの遺伝的特性を持ちながら、失われたかもしれない古い特性も保持している可能性を示唆している。

独自の遺伝的特性

S.カピラタムの特性の一例は、細胞の形に重要な特定のシグナル伝達プロセスの変化だよ。KlebsormidiophyceaeやPhragmoplastophytaと、細胞シグナル伝達に重要な特定のGTPaseのような特性を共有している。また、研究者たちはS.カピラタムに古代の遺伝子ssrAが存在することを確認した。この遺伝子はプラスチドリボソームの管理に関与していて、他の藻では見られるけど、最も近い親戚には見られないんだ。

結論

S.カピラタムに関する研究は、この藻の環境条件や家族内での関係について多くのことを明らかにしてる。今後の研究は、遺伝子や特性についてもっと詳しいことを明らかにするだろう。正しい遺伝子マーカーを見つけて、汚染が起こらないようにすることが、このユニークな藻が生命の樹の中でどう位置付けられるかを理解するのに鍵なんだ。遺伝子分析の進展があれば、研究者はこの魅力的な生物とその親戚についてもっと明らかにするかもしれなくて、緑藻とその進化の歴史に光を当てることができる。

将来の方向性

科学者たちが進む中で、S.カピラタムの完全なゲノム分析は、その進化についてより正確な結論を出すために欠かせないだろう。この生物と他の生物を比較することで、自分自身の特徴を明確にするだけじゃなくて、緑藻やその親戚がどのように変化し適応してきたかについての貴重な洞察も提供できる。こうした研究の目的は、これらの生物の進化の物語を描き、今日の彼らの間にある遺伝的多様性をよりよく理解することになる。

藻類研究の重要性

藻類の研究は学問的な関心を超えているんだ。これらの生物を理解することは、生態学やバイオテクノロジーなどのさまざまな分野への知識に寄与している。藻類は生態系で重要な役割を果たしていて、酸素を生産するのを助けたり、食物連鎖の基盤となっている。また、バイオ燃料や医薬品の分野でも利用される可能性がある。S.カピラタムのようなユニークな藻の研究は、新しい洞察や応用を提供できるあまり知られていない種を探求する重要性を強調しているんだ。

最後の考え

ストレプトフィルム・カピラタムは、緑藻の世界の複雑な関係を垣間見せてくれる。これらの発見が進むたびに、この藻の進化や他の生物とのつながりの微妙な点についてさらに多くの疑問が生まれる。今後この分野の研究が続けば、生物多様性や地球上の生命の複雑な網に対する理解がさらに深まるだろう。これらの生物の研究に時間とリソースを投資することで、貴重な情報が保存され、未来の世代に学ばれることができる。

オリジナルソース

タイトル: Phylogenomics defines Streptofilum as a novel deep branch of streptophyte algae

概要: Streptophytes constitute a major organismal clade comprised of land plants (embryophytes) and several related green algal lineages. Their seemingly well-studied phylogenetic diversity was recently enriched by the discovery of Streptofilum capillaum, a simple filamentous alga forming a novel deep streptophyte lineage in a two-gene phylogeny1. A subsequent phylogenetic analysis of plastid genome-encoded proteins resolved Streptofilum as a sister group of nearly all known streptophytes, including Klebsormidiophyceae and Phragmoplastophyta (Charophyceae, Coleochaetophyceae, Zygnematophyceae, and embryophytes)2. In a stark contrast, another recent report, published in Current Biology by Bierenbroodspot et al.3, presented a phylogenetic analysis of 845 nuclear loci resolving S. capillatum as a member of Klebsormidiophyceae, nested among species of the genus Interfilum. Here we demonstrate that the latter result is an artefact stemming from an unrecognized contamination of the transcriptome assembly from S. capillatum by sequences from Interfilum paradoxum. When genuine S. capillatum sequences are employed in the analysis, the position of the alga in the nuclear genes-based tree fully agrees with the plastid genes-based phylogeny. The "intermediate" phylogenetic position of S. capillatum predicts it to possess a unique combination of derived and plesiomorphic traits, here exemplified, respectively, by the "Rho of plants" (ROP) signaling system and the cyanobacteria-derived plastidial transfer-messenger ribonucleoprotein complex (tmRNP). Our results underscore S. capillatum as a lineage pivotal for the understanding of the evolutionary genesis of streptophyte, and ultimately embryophyte, traits.

著者: Vojtěch Žárský, V. Zarsky, M. Elias

最終更新: 2024-03-10 00:00:00

言語: English

ソースURL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.03.08.584070

ソースPDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.03.08.584070.full.pdf

ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/

変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。

オープンアクセスの相互運用性を利用させていただいた biorxiv に感謝します。

著者たちからもっと読む

類似の記事