叶绿体基因水平转移到细胞核的机制研究

叶绿体为内共生起源,基因从叶绿体到细胞核的水平转移伴随其整个进化过程。高等植物叶绿体仅含约130个基因，而其祖先光合细菌含3千多个基因，基因组比较发现拟南芥1700个核基因为光合细菌起源。甚至目前叶绿体基因依然以很高的频率向核基因组逃逸。关于该过程目前的假说主要认为：叶绿体基因某一拷贝先插入核基因组，之后通过重组交换等方式转移到合适的启动子后获得表达，同时进化出导肽编码序列，从而保证该蛋白能够回到叶绿体。然而该假说无法解释短时间内叶绿体同一基因在不同植物中独立平行地向细胞核的多次转移。我们认为该过程可能存在另外的方式：首先基因在叶绿体内通过中性突变或者其它方式进化出导肽编码序列，再插入核基因组中一合适启动子之后获得表达，之后蛋白在导肽的导引下回到叶绿体行使其功能。我们将以minD或其它基因为研究对象深入剖析叶绿体导肽可能的起源机制以及叶绿体基因水平转移到细胞核的过程。