第26回( 2003年)日本分子生物学会年会 杉野英彦 
大阪大学大学院生命機能研究科
鳥類、遺伝子進化、プロトカドヘリンファミリー、CNR/Pcdhα

3PA-031
二ワトリCNR/Pcdhα遺伝子クラスターのゲノムシークエンス解析
○杉野契彦1、2, 柳瀬浩1、2、3, 濱田俊1.2, 黒川顕4, ハ木健1、2
(1大阪大学大学院生命機能研究科, 2CREST,3クラボウ(株)バイオメディカル部, 4大阪大学微生物病研究所)
Genomic sequence and organization of the family of CNR/Pcdhαgenes in chicken
○hidehiko sugino1、2,hirosi yanase1、2、3, shunn hamada1、2,takesi kurokawa4, takesi yagi1,2
(1Graduate School of Frontier Bioscience, Osaka Univ., 2CREST,JST., 3Biochemical Department of Kurabo Institutes Ltd., 4RIMD Osaka Univ.)

[目的]CNR/Pcdhaは、マウス及びヒトゲノムDNAにおいて遺伝子クラスターを形成しており、また大脳皮質構造形成におけるリーリン受容休として機能していると考えられている。哺乳類では1〜6層からなる大脳皮質構造を持つ一方、鳥類(ニワトリ)では大脳皮質の構造皮貿の構造を持たず.高度に分化した大脳基底核を持つことが知られている。脳構造の進化を考える中で、CNR/Pcdhαゲノム構造は興昧深い。そこで本研究では,ニワトリのCNR/Pcdhαゲノム構造を決定し、脊椎動物(ヒト、マウス、ラット、ニワトリ)におけるCNR/Pcdhαゲノムの構造を比較し、CNR/Pcdhαの分子進化と脳の進化との関連を探る。[結果・考察]ニワトリ(G.gallus)のCNR/Pcdhαは177,290bpであった。ラット:242,151bp.マウス:254.968bp.ヒト:223.654hp】可変領域エキソンは14個、定常領域エキリンは3個であり、ともにマウスと同じであった。アミノ酸配列を比較したところ定常領域エキソンはラット、マウス,ヒトとオーソローガスに高い相同性(90.5%(vs rat)、90.3%(vs mice).90.8%(vs humans))を示すが、可変領域エキソンは示さない(51.8%, 51.2%, 52.7%)。一方、可変領域エキソンは哺乳類(ラット:77.8%,マウス:77.3%,ヒト:74.21%)以上にパラロガスに高度に類似(91.4%)していた。またニワトリCNR/Pcdhαの可変領域エキソンはCG含有率が極めて高く(72%)、CpG di-nucleotide frequency は1.9と哺乳類の約2倍を示す。この結果、tandem duplicationによって増加したCNR/Pcdhαの可変領域エキソンは鳥類では現在に至るまで保存されて来た。これは鳥類、爬虫類の生殖細胞での染色体組み換え頻度が哺乳類よりも低い(Burt et al)ことを裏付ける。一方、哺乳類ではその後、可変領域内での連鎖均衡により多様性を獲得したものと考えられる。

参考文献
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=sugino++chicken+CNR

Abstract
Biochem Biophys Res Commun. 2004 Apr 2;316(2):437-45.
Distinct genomic sequence of the CNR/Pcdhalpha genes in chicken.
Sugino H1(杉野英彦), Yanase H, Hamada S, Kurokawa K, Asakawa S, Shimizu N, Yagi T.
Author information
1Genome Information Research Center, Osaka University, 3-1, Yamadaoka Suita, Osaka 565-0871, Japan.

CNR/Pcdhalpha family proteins have been first identified as a receptor family that corporate with Fyn, a family of the Src family of tyrosine kinase, and known as synaptic cadherins. Here we report the complete genomic sequence and organization of the chicken(Gallus gallus) CNR/Pcdhalpha The total length of chicken CNR/Pcdhalpha is 177kb. The chicken CNR/Pcdhalpha cluster encodes 12 variable and 3 constant exons. The genomic organizations of the chicken, rat, mouse, and human CNR/Pcdhalpha are basically orthologous. The constant-region exons (CP1, CP2, and CP3) are highly conserved between chicken and mammals, with percent identities of 90.9%, 90.7%, and 91.8% at the amino-acid level for chicken versus rat, mouse, and human, respectively. In contrast, the percent identities of the variable-region exons between chicken and mammals were lower: 51.8%, 51.3%, and 52.7%, on average, forchicken versus rat, mouse, and human, respectively, at the amino-acid level. Moreover, the chicken variable-region exons (from v1 to v12) are highly conserved paralogously (91.4%: nucleic acid, 92.4%: amino acid) in comparison with those of mammals. The CG content of each variable exon in the chicken (v1 to v12) is 74% on average and the CpG dinucleotide frequency in each variable-region exon is twice that of mammals. Due to the high CG content, chicken variable exons (from v1 to v12) encode 3 to 4 frame-shifted open reading frames, which span 1.5-3.0kb, in both the sense and anti-sense orientations.

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