ハービンガートランスポゾンとトランスポサゼに由来する古代のharbi1遺伝子

この研究では、原生生物、植物、昆虫、虫、脊椎動物で同定されたハービンジャーDNAトランスポゾンの主な特性を報告しています。これは、さまざまな王国の種によってホストされているすべての自律型トランスポゾンでさえ、すべての自律型トランスポゾンが2つのタンパク質をコードする真核生物DNAトランスポゾンの最初のスーパーファミリーです。/trihelixモチーフ。最後のモチーフは、異なる転写調節因子によるDNA結合にとって重要であることが知られています。したがって、このタンパク質は、ハービンガートランスポサゼの調整された発現に必要であることを示唆しています。哺乳類のゲノムには、ハンビン剤の認識可能な残骸はありませんが、約4億5,000万年前にハービングするトランスポサゼに完全に由来する350-AAタンパク質をコードする広く発現したHarbi1遺伝子を特定しました。Harbi1タンパク質は、人間、ラット、マウス、牛、豚、鶏、カエン、カエル、およびさまざまな骨魚、およびRag1やRag2を含む他の非常に重要なタンパク質で保存されています。Harbinger Transosaseで検出された保存されたモチーフも、Harbi1タンパク質によく保存されています。したがって、Harbi1タンパク質は、骨脊椎動物の機能に重要なヌクレアーゼであると予想されます。また、Harbi1に最も類似したタンパク質は、数百万年前にゼブラフィッシュゲノムで転位的に活性であった自律的なハルビンガー3_DRトランスポゾンによってエンコードされていることがわかりました。Harbinger3_DRに由来する非自律的なトランスポゾンは、他のDNAトランスポゾンでこれまで見たことのない17 bpのターゲットサイトの印象的な好みによって特徴付けられます。この観察に基づいて、仮説的なHarbi1ヌクレアーゼも強いDNAターゲット特異性によって特徴付けられることを示唆しています。

In this study we report main properties of Harbinger DNA transposons identified in protists, plants, insects, worms, and vertebrates. This is the first superfamily of eukaryotic DNA transposons where all autonomous transposons, even those that are hosted by species from different kingdoms, encode two proteins: a superfamily-specific transposase and a DNA-binding protein characterized by the presence of the conserved SANT/myb/trihelix motif. The last motif is known to be important for the DNA binding by different transcription regulators. Therefore, we suggest that this protein is necessary for coordinated expression of the Harbinger transposase. Although mammalian genomes are free of recognizable remnants of Harbingers, we identified a widely expressed HARBI1 gene encoding a 350-aa protein entirely derived from a Harbinger transposase some 450-500 million years ago. The HARBI1 proteins are conserved in humans, rats, mice, cows, pigs, chickens, frogs, and various bony fish, as well as other extremely important proteins, including RAG1 and RAG2. Conserved motifs detected in the Harbinger transposases are also well preserved in the HARBI1 proteins. Therefore, the HARBI1 proteins are expected to be nucleases important for functioning of bony vertebrates. We also found that the protein most similar to HARBI1 is encoded by an autonomous Harbinger 3_DR transposon that was transpositionally active in the zebrafish genome a few million years ago. Nonautonomous transposons derived from Harbinger3_DR are characterized by a striking preference for a 17-bp target site never seen previously in any other DNA transposon. Based on this observation, we suggest that the hypothetical HARBI1 nucleases are also characterized by a strong DNA-target specificity.