細胞内共生により生じた葉緑体は，核とは異なる独自のDNA複製機構を持っている。これまで，葉緑体DNAの複製開始に必要なDNAプライマーゼは同定されていなかった。筆者らは，T7ファージのT7 bacteriophage gene 4 protein（T7gp4）というDNAヘリカーゼ/プライマーゼのホモログであるTWINKLEが，植物では葉緑体に局在してDNA複製を開始するDNAプライマーゼとして働いているのではないかという仮説を立てて研究を進めている。本研究では，ホモロジーモデリングなどの手法によりT7gp4，動物および植物のTWINKLEのアミノ酸配列を比較し，植物ではDNAプライマーゼドメインが高度に保存されていることを明らかにした。この結果は，植物のTWINKLEが葉緑体DNAの複製に働くDNAプライマーゼであることを強く示唆する。 Plastids are major organelles found in plant cells and contain their own genomes. Plastids are thought to have unique DNA replication systems, where DNA primase and DNA helicases are responsible for synthesis of primers and DNA unwinding, respectively. While earlier studies have identified DNA primase and helicase activities in a plastid fraction but little is known about genes encoding the plastidial DNA pirmase and DNA helicase. In animal cells, TWINKLE protein, which is is homologue of bacteriophage T7gp4, is known to be localized to mitochondria. While T7gp4 has both DNA primase and helicase activities, animal TWINLE protein has only DNA helicase activity due to sequence change in DNA primase domain. Plant genome encodes TWINKLE protein, and our preliminary subcellular localization analysis showed that rice TWINLE protein is targeted to plastid. Amino acid sequence comparison and homology modeling analysis showed that the plant TWINKLE proteins retain sequence homology for DNA primase domain of the T7gp4. These results suggested that the plant homologue of TWINKLE functions as a DNA primase and DNA helicase during plastidial DNA replication
