ゲノムサイズ
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ゲノムサイズ
出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2019/12/08 02:43 UTC 版)
原始生命体のゲノムサイズを考えるということは、そのまま『生命とは何か』という命題への証明に他ならない。つまり生命の有する最小のゲノムを考えるということである。原始生命体が『最小のゲノム』を有していたと決め付けるには早計といわざるを得ないが、系統樹上、根の深い生物群のゲノムは小さい傾向にある。 最小のゲノムを有する現存の生物は、ドメイン細菌のCandidatus Nasuia deltocephalinicola（ゲノムサイズは11万2091塩基対）である。この数字は既存の生物の中では桁違いに小さく、一部の葉緑体ゲノムよりも小さい。この生物はアブラムシの細胞内に共生、しかも世代を超えて垂直伝播することから、細胞小器官と細菌の境界に位置していると考えられる。代謝系の大部分を欠き、遺伝子関連の酵素も欠き始めている。 他の生物の細胞内に共生しているものを除いた自立している生物の中で最小のゲノムを持つ生物は、ナノ古細菌に属するNanoarchaeum equitans である（ゲノムサイズは49万塩基対）。この生物もクレン古細菌に属する超好熱菌 Ignicoccus hospitalisの細胞表面に付着して生活しており、厳密な意味で独立生活を送っているとは考えにくい。事実、アミノ酸、ヌクレオチド、脂質の代謝系のほとんどを欠いている。 また、完全独立生活を行なう生物で最小のゲノムを有するのは、ユーリ古細菌のMethanothermus fervidusである（ゲノムサイズは124万3342塩基対）。 Ca. N. deltocephalinicola などの細胞内寄生体を除くと、ドメイン細菌においてはマイコプラズマと言われる細胞壁を有しない特殊な微生物が最小のゲノムを有している（ゲノムサイズは56万塩基対）。こちらも独立生活を行なわず哺乳類の細胞内などに寄生し何らかの病症をホストに及ぼす。N. equitans ともに独立生活を行えないという点で厳密な意味での生命の定義から外れるが、単位膜系、代謝系、自己増殖能を持つという点では生命の定義には反しない。 また、代謝系から逆算して最低限のゲノムを類推することもなされているが、こちらは研究者によってまちまちで遺伝子数100〜300という結果が出ている。平均的な大きさの遺伝子は1000塩基対なので大体10万〜30万塩基対というところであり、N. equitans に近い値である。
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ゲノムサイズ
出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2019/04/18 09:09 UTC 版)
2007年に、I. hospitalis KIN4の全ゲノム配列が解読されている。ゲノムサイズは129万7538 bpとごく小さい。
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ゲノムサイズ
出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2018/11/09 09:18 UTC 版)
「カルソネラ・ルディアイ」の記事における「ゲノムサイズ」の解説
2006年、理化学研究所、北里大学、放送大学、アリゾナ大学が合同でカルソネラ・ルディアイのゲノム解析を行い、全ゲノム塩基配列を決定した。その結果、ゲノムサイズが15万9662塩基対しかないことがわかった。このサイズは、それまでに知られていたナノアルカエウム・エクウィタンス (Nanoarchaeum equitans) の49万0885塩基対よりも小さく、葉緑体と同程度である。また、メガウイルス・キレンシス (Megavirus Chilensis) の125万9179塩基対など、いくつかのウイルスはこれより大きなゲノムを持つ。50万塩基対程度のゲノムサイズを持つ生物はマイコプラズマ・ゲニタリウム (Mycoplasma genitalium) などいくつか知られており、生物のゲノムはこれ以上小さくならないと考えられていた。しかし、カルソネラ・ルディアイはこれらの3分の1以下と極端に小さい。 また、オープンリーディングフレーム (ORF) も182しか存在しない。これはマイコプラズマ・ゲニタリウムの482の半分以下である。極端に短いために、生命維持に必須と考えられている遺伝子の多くが存在しない。また、ORFのオーソログが他の真正細菌と比べて約20%程度短く、ORFの約90%が隣接するORFとオーバーラップしている。これらによって極限までゲノムサイズを小さくしていると考えられている。 カルソネラ・ルディアイの全ゲノム塩基配列の決定には、キジラミの1種 Pachypsylla venusta の菌細胞を用いた。この昆虫はカルソネラ・ルディアイ以外に共生微生物を持たないことが確認されている。この菌細胞から取り出したゲノムをMDA法で増幅した後に全ゲノムショットガンシーケンス法で配列決定を行った。これらの研究結果は、2006年10月13日付けのサイエンス誌に掲載された。このような方法のため、培養に成功していない原核生物に与えられる地位である "Candidatus" が頭に付けられており、暫定的な学名である "Carsonella ruddii" はイタリック体ではなく立体になっている。
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