ウイルスの生態システムに影響を及ぼす有利なゲノム変異の同定
Publicly Offered Research
| Project Area | Neo-virology: the raison d'etre of viruses |
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| Project/Area Number |
19H04832
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Biological Sciences
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
古瀬 祐気 京都大学, ウイルス・再生医科学研究所, 特定助教 (50740940)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2020: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
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| Keywords | ウイルス / ゲノム / 進化 / 変異 / 集団遺伝学 / 分子進化 / 自然選択 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究の目的は、ウイルスが進化し多様性が変化する過程で重要な変異を同定する新しいアルゴリズムを開発し、さらにそれを用いてウイルスの生態システムを解明することである。
ウイルスの生態システムを理解するためには、ウイルス集団の多様性と進化を理解することが重要である。「正の選択」の１種類である sweep selection を各コドンのレベルで検出する手法を開発し、実際にさまざまなウイルスのゲノムデータに対して適応することで、これまでに知られていなかった「有利な変異」を同定し、さらにそれがなぜ「有利」であったのかを解析することで、ウイルス生態システムのさらなる理解を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
ウイルスの生態システムを理解するためには、それを形成するウイルス集団の多様性と進化を理解することが重要である。本研究では、フィットネスの高い個体が選択される「selective sweep」に着目し、これに関わる遺伝子変異を各コドンのレベルで検出する手法の開発を目指す。そして、実際にさまざまなウイルスのゲノムデータに対して適用することで、「selective sweep」下にあるこれまでに知られていなかった「有利な変異」を同定し、さらにそれがなぜ「有利」であったのかを解析する。
令和２年度の実績として、前年度までに確立した「selective sweepを検出するアルゴリズム」をコンピュータ・プログラムとして実装し、任意のゲノムデータに対して用いることができるように開発・改良を行った。仮想のウイルスゲノムの進化をコンピュータ上でシミュレートし、そのデータを用いて、開発したプログラムの高い感度と特異度を確認することができた。
このプログラムを用いてインフルエンザウイルスのゲノムデータを解析することで、抗ウイルス薬がウイルスゲノムの進化においてどのような影響を及ぼすのかを解明することができた。また、エボラウイルスや新型コロナウイルスのゲノムデータを解析した結果、生物学的に重要な既知の変異がselective sweepを引き起こしていることを明らかとなり、さらに進化的に重要と考えられる機能未知の変異を同定することに成功した。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(8 results)
