18SリボソームRNA（18S rRNA）とは｜2025>
18S rRNAは小真菌リボソーム亜ユニット（40S）の成分で、40Sと60Sで真核生物リボソーム（哺乳類）が構成される。 原核生物およびミトコンドリアの16S rRNAのホモログである18S rRNAは、真核生物のリボソームの構造RNAとして、すべての真核生物の細胞に必須の構成要素の一つである。 18S rRNAをコードする遺伝子は、系統解析や環境生物多様性スクリーニングに広く用いられている
図1.真核生物における18S rRNAの構造。 原核生物の70Sリボソームと真核生物の80Sリボソーム
18S rRNAを生物多様性研究のマーカーとして
18S rRNA遺伝子は、種内保存性が高く（類似度が100％近く）、種レベルの分析に役立つことから、生物多様性研究の一般的な分子マーカーである。 16S rRNA と同様に、18S rRNA 遺伝子には 9 つの可変領域 (V1-V9) がある。 18S rRNA遺伝子の分類学的分解能を異なる分類学レベルで検証した先行研究（Wu et al. 2015）では、以下の結論が得られている： i. 18S rRNA遺伝子の完全長配列または部分領域（V2、V4、V9周辺）は科・目レベルの両方でサンプルの識別に有用である； ii. V9は属レベルでより高い分解能を有する； iii. V4は長さが最も分岐している領域であり、Acartia speiciesの系統研究のマーカー候補となる。
一度18S rRNAの配列を取得すれば、真核生物群集の分類学的解決や多様性解析に利用できる可能性がある。 16S rRNA遺伝子配列の解析では細菌の多様性を知ることができるが、18S rRNA遺伝子配列の解析では真菌の多様性を知ることができる。 原核生物および真核生物の微生物群集の分類学的構造は、16Sおよび18S rRNA遺伝子配列決定によって決定することができます。 メタゲノム解析における18S rRNAとITSの違いは何ですか」
ITS (internal transcribed spacer region) は、18S rRNA 遺伝子と 5.8S rRNA 遺伝子の間にあり、高い配列変異を持っています。 18S rRNAと同様に、ITSもメタゲノム解析でよく利用される。 しかし、18S rRNAは主に真菌の高分解能分類学的研究に、ITS領域は主に真菌バーコードマーカーとして真菌の多様性研究に利用される。 ITSは18Sと比較してより多様であるため、種内遺伝的多様性を測定するための遺伝マーカーとしてより適している
図2. 真核生物のrRNA遺伝子の模式図
18S rRNAのプライマー
表1に示すように、18S rRNAのプライマーは多数存在する。 プライマーNS1、NS8を用いれば、1600bp以上の長さのものを得ることができる（18S rRNAの全長は約1800bpである）。 また、Silva (https://www.arb-silva.de/) やEukRef (http://eukref.org/) などのデータベースで公開されている18S rRNAの配列をプライマー設計に利用することもできる
Table 1. 18S rRNAのプライマー(Berkeley university of Californiaより)。
| Name | Primer Sequence | Tm | ||||||
| NS1 | GTAGTCATGCTTGTCTC | 49 | ||||||
| CNS1 | gagacaagcatatgactg | 55 | ||||||
| ns2 | ggctgccagacttgc | 65 | ||||||
| ns3 | gcaagtctggtgccagcagcc | 65 | ||||||
| ns4 | cttccgtcaattcctttaag | {62} | ||||||
| ns5 | aacttaaaggaattgacggaag | 55 | ||||||
| ns6 | gcatcacacctgttattgcctc | {72} | ||||||
| ns7 | gaggcaataacaggtctgatgc | {72} | ns8tccgcaggttcacctacgga | 59 | ||||
| tw9 | taagccatgcatgtct | |||||||
| tw10 | gcggtaattccagctcc | |||||||
| tw11 | ggagtggcctgcct | |||||||
| tw12 | aagtcgtaacaaggttt | 53 | ||||||
| ctw12 | aaaccttgttacgactt | 53 | ||||||
| ns17 | catgtctaagtttaagcaa | |||||||
| ns18 | ctcattccaattacaagacc | 60 | ||||||
| ns19 | ccggagaaggcctgagaaac | 74 | ||||||
| ns20 | cgtccattaattacg | 61 | ||||||
| ns21-> | NS20 | ccgagagacagcctgagaac | ccggagaagagcctgagaac | ccggagaagcctgagaac | ns20 | ns19 | GAATAATAGAATAGGACG | 50 |
| NS21-」。ls | AATATACGCTATTGGAGCTGG | |||||||
| NS22 | AATTAAGCAGACAAATCACT | 57 | ||||||
| NS23 | GACTCAACGGAAACTC | 64 | ||||||
| NS24 | AAACCTTGTTACGACTTTA | 58 | ||||||
| NS25 | gtggtaattagctagctaatact | |||||||
| cns25 | atgtattagctagaattaccac | |||||||
| ns26 | ctgccctatcaactttcga | |||||||
| cns26 | tcgaaagttgatagggcag | |||||||
| vans1 | gtctagtataatcgttatacagg | 57 | ||||||
| mb1 | ggagtatggtcgcaaggctg | |||||||
| cmb1 | CAGCCTTGCGACCATACTCC | |||||||
| MB2 | GTGAGTTTCCGTGTTGAG | 57 | ||||||
| Basid 1 | 49 | |||||||
| バシッド2 | CTGTTAAGACAACGG | |||||||
| バシッド 3 | AGAGTGTTCAAAGCAGGC | |||||||
| バシッド 4 | CTCACTAAGCCATTCAATCGG | |||||||
| NS1.B.A.C. | CTCACTAAGCCATTCATCGGG | バシッド5R | TCTAGGCTAATACATGC(T/C)G | 52 | ||||
| NS2.8R | GCCCTCAATCTAUGAT | 53 | ||||||
| CNS2.2 | GCTACGAAATCATCATGAT | TCTAGGCTAATTACATGC | aatttgcgcctgctgcaa | 57 | ||||
| ns3.2R | cgtataaattgttgac | 45 | ||||||
| cns3.3.3R | gactacgagctttttaacgt | 51 | ||||||
| CNS3.5R | ttcgcagtgtctta | 49 | ||||||
| ns3.6R | caaactgcgaaagcatc | 53 | ||||||
| cns3.3.6R | AATGAAGTCATCCTTGGCAG | 53 |
CD GenomicsはNGSによる16S/18S/ITSアンプリコンシーケンシング、PacBio SMRTテクノロジーによる全長16S/18S/ITSシーケンスなど信頼できる18S特性解析サービスを提供できる態勢が整っています。
- Berkeley university of California (https://nature.berkeley.edu/brunslab/tour/primers.html#18s)
- Buse H Y, Lu J, Lu X, et al. Microbial diversities (16S and 18S rRNA gene pyrosequencing) and environmental pathogens within drinking water biofilms grown on the common premise plumbing materials unplasticized polyvinylchloride and copper. FEMS microbiology ecology, 2014, 88(2): 280-295.
- Wu S, Xiong J, Yu Y. 18S rRNA遺伝子に基づく分類学的解決：subclass copepodaのケーススタディ． PloS one, 2015, 10(6): e0131498.
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