2021 Fiscal Year Annual Research Report
進化のゆらぎ応答理論の確立と多階層・発生過程への展開
| Project Area | Evolutionary theory for constrained and directional diversities |
|---|
| Project/Area Number |
17H06386
|
|---|
| Research Institution | The University of Tokyo |
|---|
Principal Investigator |
金子 邦彦 東京大学, 大学院総合文化研究科, 名誉教授 (30177513)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
藤本 仰一 大阪大学, 大学院理学研究科, 准教授 (60334306)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2022-03-31
|
| Keywords | 表現型進化 / ゆらぎ / 安定性 / 可塑性 / 発生進化対応 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
(i)表現型進化の方向性と拘束の理論：進化により表現型変化が低次元空間に拘束されることをタンパクのデータを用いて確認した。遺伝子制御ネットワークにおいては適応ダイナミクスが進化により低次元に束縛され、これいよる交差適応度の関係を求め、マクロポテンシャル理論で説明した。有性生殖下での進化シミュレーションにより、集団的なメンデル顕性、そして雑種強勢ならびに雑種で発現揺らぎの逓減を示した。
(ii) 階層進化理論：原始細胞においてセントラルドグマが出現する条件を細胞内分子数と変異率に関するスケーリング関係で示した。生態系レベルでは細胞が有用成分をもらすことで多種共生が生じ、それにより安定した生態系が形づくられることを示した。ホストとパラサイトの相互作用により表現型の揺らぎを増す可塑性の進化が生まれることを示した。人間社会での家族構造の四類型が生じる条件とそれによる社会、経済構造を求めた。
(iii) 進化発生対応の理論：発生の砂時計仮説が発生過程のロバストネスと遅い遺伝子発現制御過程の進化により生じることを明らかにした。また、多細胞生物に関しては遺伝子発現とエピジェネティックスの相互フィードバックで安定した分化、さらには分化した細胞の少数遺伝子強制発現でのリプログラミングを理論的に明らかにした。
[藤本グループ]動植物において、表現型の種間多様性の定量解析を進め、その発生基盤を数理モデルから予測し、実験的検証をした。完全変態昆虫では、サイズ進化の法則、被子植物では根端の形状に種を超えた普遍性を見出した。被子植物の花の多様性やコケ植物の葉の形を調節する発生ルールを数理モデルから予測した。被子植物のらせん状と同心円状、イソギンチャクの左右対称性と放射対称性など動植物のボディプランに種内多型を見出し、その発生基盤をモデルから予測した。
|
| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
|
