【研究成果】脊椎动物の免疫システムにおける进化のメカニズムが明らかに

闭じる

Language日本语

ホームに戻る闭じる

闭じる

Home
【研究成果】脊椎动物の免疫システムにおける进化のメカニズムが明らかに

【研究成果】脊椎动物の免疫システムにおける进化のメカニズムが明らかに

本研究成果のポイント

免疫応答制御に重要な役割を担う様々な分子の遺伝子発現を制御するnuclear factor of activated T cells（NFAT）は、５種類の遺伝子ファミリーで構成されるが、何故、どのようにそのような多様性を獲得したのか？
狈贵础罢が多様性を获得した进化プロセスが、脊椎动物における免疫システムの进化と密接に関连していることを明らかにした。
さらなる进化予测や机能解析によって、今后胁威となりうる新たな新兴感染症等の対策构筑に贡献できる可能性がある。

発表内容

【概要】
　広島大学原爆放射線医科学研究所疾患モデル解析研究分野の神沼修教授、Maribet Gamboa助教（Universidad Cat?lica de la Santísima Concepci?n）、北村紀子研究員（東京都医学総合研究所：TMiMS）、野田悟子教授（茨城大学）らからなる研究グループは、免疫応答※１に重要な役割を担う転写因子※２の脊椎動物における進化系譜を明らかにしました。新型コロナウイルス感染症パンデミックが続く中、人類が新興感染症等の脅威と今後どのように向き合ってゆくか、進化生物学なヒントが見えてきました。
　本研究成果は、2023年5月8日（月）日本時間18時、Scientific Reports誌に掲載されました。

【背景】
　狈贵础罢は、サイトカイン※3等の遗伝子発现调节を介して免疫机能を司る転写因子です。ほ乳动物では5种类の遗伝子ファミリー※４を形成し、それぞれの狈贵础罢における构造、机能または発现臓器が异なることによって、免疫系だけでなく、多様な生体机能や発生过程においても重要な役割を果たしています。しかし、そのような多様性を狈贵础罢が获得した要因やプロセスの详细は、これまで明らかにされていませんでした。

【研究成果の内容】
　本研究では、脊椎动物の进化に伴う多様性获得プロセスの详细な解析を通じ、免疫システムの进化と密接に関连した狈贵础罢の进化系谱を初めて明らかにしました。狈贵础罢は约6亿5千万年前に起きた左右相称动物の分岐を起源としていました。狈贵础罢5とカルシウム依存性制御领域を获得した他の狈贵础罢が、5亿5千万年前顷からの脊椎动物の発生と并行して分岐し、最终的に5种类まで分岐して各々が独自进化を遂げたことがわかりました（図１）。いずれの狈贵础罢も、多くの种における进化の中で継続的に进化してきたことから、自然免疫応答において重要な役割を果たしてきたことが推察されました。一方、新生代に起きた脊椎动物の剧的进化と、各狈贵础罢において频繁にみられるようになった遗伝子重复や染色体再构成の间に高い相関がみられました。この遗伝子重复や染色体再构成が、近傍遗伝子を伴いながら连动して起こり、その変化后の构造が固定される倾向があることがわかりました。このことから狈贵础罢は、脊椎动物における获得免疫系の进化とも密接に関わりながら、独自に进化してきたことが明らかになりました。

図１　狈贵础罢ファミリーの进化系统树

今后の展开

　本研究の成果によって、わたしたち人类が持っている高度な生体防御システムにおける进化の一端が明らかになりました。新型コロナウイルス感染症や、これから胁威となりうる新たな新兴感染症等との戦いに人类が胜利してゆくためには、これまでに获得してきた免疫システムの进化プロセスから学ぶことが重要です。本研究の成果を元に、狈贵础罢における今后の进化予测を行うことに加え、その多様性や个々の机能的役割に着目した详细な解析を进めることによって、人类の未来へと繋がる新たな生存戦略构筑に结びついてゆくことが期待されます。

论文情报

着者：神沼　修（広岛大学原爆放射线医科学研究所、责任着者）
Maribet Gamboa（Universidad Cat?lica de la Santísima Concepci?n）
北村　纪子（东京都医学総合研究所）
叁浦　健人（広岛大学原爆放射线医科学研究所）
野田　悟子（茨城大学）
タイトル：Evolutionary mechanisms underlying the diversification of nuclear factor of activated T cells across vertebrates
掲載誌：Scientific Reports, 2023
DOI: 10.1038/s41598-023-33751-6

用语解説

※１　免疫応答：潜在的な病原体等の非自己の侵入に対して防御を行う生体反応
※２　転写因子：遗伝子の転写やその调节に関わるタンパク质群
※３　サイトカイン：主に免疫系细胞から分泌され、细胞间相互作用に関与するタンパク质群
※４　遗伝子ファミリー：同一の祖先遗伝子に由来するため、配列（および机能）が互いに类似している遗伝子群