古細菌リボソームタンパク質は核局在化シグナルタイプモチーフを持っています：細胞核の起源への影響

真核細胞は核とサイトゾルに分割され、核に入るために、タンパク質は通常、核局在信号（NLSS）として知られる短いシグナル配列を持っています。NLSは真核生物タンパク質に固有の特徴と長い間考えられてきましたが、ここでは、古細菌のリボソームタンパク質に類似または同一のタンパク質セグメントが存在することを示しています。具体的には、リボソームタンパク質UL3、UL15、UL18、およびUS12には、Archaeaのすべての主要な枝で保存されているNLS型モチーフがあります。Archaea。さらに、蛍光顕微鏡を使用することにより、古細菌NLS型モチーフが真核生物NLSを機能的に置き換え、リボソームタンパク質の輸送をヒト細胞の核に導くことができることを示します。まとめて、これらの発見は、NLSの起源が細胞核の起源に先行していることを示しており、NLSSの初期機能は細胞内の人身売買とは関係がなく、おそらく細胞タンパク質による核酸の認識を改善することでした。全体として、私たちの研究は、真核細胞の起源につながった一連のイベントを解明するのに役立つ古細胞間のまれな進化中間体を明らかにしています。

Eukaryotic cells are divided into the nucleus and the cytosol, and, to enter the nucleus, proteins typically possess short signal sequences, known as nuclear localization signals (NLSs). Although NLSs have long been considered as features unique to eukaryotic proteins, we show here that similar or identical protein segments are present in ribosomal proteins from the Archaea. Specifically, the ribosomal proteins uL3, uL15, uL18, and uS12 possess NLS-type motifs that are conserved across all major branches of the Archaea, including the most ancient groups Microarchaeota and Diapherotrites, pointing to the ancient origin of NLS-type motifs in the Archaea. Furthermore, by using fluorescence microscopy, we show that the archaeal NLS-type motifs can functionally substitute eukaryotic NLSs and direct the transport of ribosomal proteins into the nuclei of human cells. Collectively, these findings illustrate that the origin of NLSs preceded the origin of the cell nucleus, suggesting that the initial function of NLSs was not related to intracellular trafficking, but possibly was to improve recognition of nucleic acids by cellular proteins. Overall, our study reveals rare evolutionary intermediates among archaeal cells that can help elucidate the sequence of events that led to the origin of the eukaryotic cell.