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ヒトおよび鳥類における進化的に欠落して保存されているtRNA遺伝子
Evolutionarily missing and conserved tRNA genes in human and avian.
PMID: 32679345 DOI: 10.1016/j.meegid.2020.104460.
抄録
ウイルス感染は、ウイルスRNAの解読のために宿主転送RNA（tRNA）に大きく依存しています。逆に不可解なことに、アンチコドンに基づくすべてのtRNA種は、進化の間にすべての64トリプレットコドンに一致しているわけではありません。生命はこの問題を、ウォブリングデコーディングを介してtRNA種をコグナイズすることで解決している。ヒトと主要な鳥類（ニワトリとアヒル）のtRNA遺伝子64種のうち14種が平行して欠落しており、そのうち8種のtRNA-ANNと6種のtRNA-GNNが欠落していることを発見しました。また、tRNA遺伝子の主要モチーフの保存状況を解析したところ、遺伝子内tRNAプロモーターとして機能するボックスAとボックスBがヒト、ニワトリ、アヒルの間で進化的に保存されていることが判明しました。このように、ヒト、ニワトリ、アヒルの間では、ウイルスRNAの解読には、似たようなウォブリング戦略とtRNA転写物が用いられている可能性がある。これらの宿主には、ウイルスRNAの解読に関する多くの基本的なメカニズムが保存されている可能性があり、その結果、種を超えた感染が促進されているのではないかと考えられた。トランスファーRNA（tRNA）は、基本的に遺伝子の解読に必要である。遺伝子コドンが普遍的であるにもかかわらず、すべてのtRNA遺伝子がすべての生物に共通しているわけではない。ここでは、ヒト、ニワトリ、アヒルのtRNA遺伝子が進化的に欠落し保存されていることから生じる基本的な問題と考えられる影響について議論したい（Alkatibら、2012；Ouら、2019；Rogalskiら、2008）。これら3つの生物のうち、ウイルス、特に鳥インフルエンザウイルスは交差感染することができる（Pepinら、2010）。多宿主ウイルスの場合、類似のウイルスRNA解読戦略は、異なる宿主によって平行して使用される可能性がある。ウイルスの異種間感染は、ウイルスＲＮＡ解読のために異なる種の宿主のｔＲＮＡに大きく依存するので（Ouら、2020; van Weringhら、2011）、ウイルスＲＮＡ解読のために異なる種の宿主のｔＲＮＡに依存している。我々は、ウイルスRNAの解読に関する多くの基本的なメカニズムが、これら3つの宿主に保存されている可能性があり、その結果、異種間感染を促進する可能性があると考えた。
Viral infection heavily relies on host transfer RNA (tRNA) for viral RNA decoding. Counterintuitively, not all tRNA species based on anticodon are matched to all 64-triplet codons during evolution. Life solves this problem by cognate tRNA species via wobbling decoding. We found that 14 out of 64 tRNA genes in humans and the main avian species (chicken and duck) were parallelly missing, including 8 tRNA-ANN and 6 tRNA-GNN species. By analyzing the conservation of key motifs in tRNA genes, we found that box A and B served as intragenic tRNA promoters were evolutionally conserved among human, chicken, and duck. Thus, decoding viral RNA by similar wobbling strategies and tRNA transcripts may be parallelly used by human, chicken, and duck. We envisioned that many basic mechanisms regarding viral RNA decoding were possibly conserved in these hosts and may consequently promote cross-species infection. Transfer RNAs (tRNAs) are essentially required for gene decoding. Despite the universal nature of genetic codon, not all tRNA genes are common to all organisms. Here, we would like to discuss fundamental problems and possible effects arising from the evolutionarily missing and conserved tRNA genes in human, chicken, and duck (Alkatib et al., 2012; Ou et al., 2019; Rogalski et al., 2008). Among these three organisms, viruses especially the avian influenza virus can crossly infect (Pepin et al., 2010). For multi-host viruses, similar viral RNA decoding strategies may be parallelly used by different hosts. Because viral cross-species infection heavily relies on host tRNAs of different species for viral RNA decoding (Ou et al., 2020; van Weringh et al., 2011). We envisioned that many basic mechanisms regarding viral RNA decoding were possibly conserved in these three hosts and may consequently promote cross-species infection.
Copyright © 2019. Published by Elsevier B.V.