細菌はゲノム外に隠された遺伝子をコード化している?(Bacteria Encode Hidden Genes Outside Their Genome—Do We?)

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2024-08-08 コロンビア大学

コロンビア大学の研究者たちは、細菌が染色体以外の浮遊する遺伝子を生成できることを発見しました。これは、従来の遺伝子の理解を覆すもので、細菌の抗ウイルス防御システムに関連しており、逆転写酵素によってDNAが生成されることで実現します。この新たに発見された遺伝子は、ウイルスの増殖を防ぐ役割を果たします。研究は、ヒトを含む他の生物にも類似の浮遊遺伝子が存在する可能性があり、新たな遺伝子治療技術の開発につながるかもしれないと示唆しています。

<関連情報>

抗ウイルス性逆転写酵素による遺伝子の新規合成 De novo gene synthesis by an antiviral reverse transcriptase

Stephen Tang, Valentin Conte, Dennis J. Zhang, Rimantė Žedaveinytė, […], and Samuel H. Sternberg
Science  Published:8 Aug 2024
DOI:https://doi.org/10.1126/science.adq0876

Abstract

Defense-associated reverse transcriptase (DRT) systems perform DNA synthesis to protect bacteria against viral infection, but the identities and functions of their DNA products remain largely unknown. Here we show that DRT2 systems encode an unprecedented immune pathway that involves de novo gene synthesis via rolling circle reverse transcription of a non-coding RNA (ncRNA). Programmed template jumping on the ncRNA generates a concatemeric cDNA, which becomes double-stranded upon viral infection. Remarkably, this DNA product constitutes a protein-coding, nearly endless ORF (neo) gene whose expression leads to potent cell growth arrest, thereby restricting the viral infection. Our work highlights an elegant expansion of genome coding potential through RNA-templated gene creation, and challenges conventional paradigms of genetic information encoded along the one-dimensional axis of genomic DNA.

細胞遺伝子工学
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