ショウジョウバエにおけるアミラ-ゼ遺伝子分子多型,遺伝子調査およびその適応進化

1991 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 02044113
• Research Institution: Kyusyu University
• Principal Investigator: 山崎 常行 九州大学, 理学部, 教授 (10108649)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): DOANE Winifr アリゾナ州立大学, 教授 ; HICKEY D. オタワ大学, 教授 ; LANGLEY Chuk カリフォルニア大学, 教授 ; HEDRICK Phil ペンシルバニア州立大学, 教授 ; LEWONTIN R.C ハーバート大学, 教授
• Keywords: アミラ-ゼ / 塩基配列 / 共調進化 / 誘発能 / ショウジョウバエ / 重複遺伝子

Research Abstract

アミラ-ゼ遺伝子の構造解析に関する実験としては,昨年中にキイロショウジョウバエ2系統とD.simulans,D.erecta,D.yakubaの3種の塩基配列を決定したが,本年度はキイロジョウバエのAmy^<1ー1>,Amy^<1ー6>,Amy^<1ー2>,Amy^<3ー6>の各1系統の塩基配列を完全に決定した。D.teissieriのコ-ディング領域の塩基配列を新たに決定したが,それに加えて,上記の5種の5'上流200ベ-スの配列も決定した。これらの実験結果をもとにキイロショウジョウバエ近縁種の系統樹を作りあげた。塩基配列の比較からまず気のつく点は,アミラ-ゼ遺伝子の進化速度は他の遺伝子と較べてかなり速いということである。また,アミラ-ゼ重複遺伝子は調べた5種全てに存在するという事から遺伝子の重複は種の分化より早い時期に生じたという事が明らかになった。しかし,同種内の両重複遺伝子の塩基配列の類似性は種間の相互遺伝子間の類似性よりはるかに高く,種内の両重複遺伝子の間にはgene conversion to Anequal crossorerのような類似性を高める機構が存在していることを強く示唆している。しかし,このような傾向はコ-ディング領域内でのみ観察され,5'上流や,3'下流には見られなかった。つまり共調進化は,コ-ディング領域でのみ観察された。現在、その分子機構をコンピュ-タシミュレ-ションを使って解析中である。また,アミラ-ゼ遺伝子の調節機構としては誘発能のようにトランスアクティングに働くものの存在も知られているが,我々はその有力な候補としてX染色体上のDMSNF遺伝子をクロ-ニングした。P因子形質転換法を用いて,この遺伝子が確かにアミラ-ゼの誘発能に影響を与えていることは確認したが,その詳しい働きや構造等に関しては,現在解析中である。

Research Products

• [Publications] Mukai,T.,K.Harada.Kusakabe and T.Yamazaki: "Estimation of Spontaneous mutation rates at enzyme loci in Drosophila melanogaster." Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 66. 29-32 (1990)
• [Publications] Nitasaka,E.and T.Yamazaki: "A novel eye morphology induced by P element in somatic tissue of Drosophila melanogaster." Molecular and General Genetics. 227. 181-186 (1991)
• [Publications] Nitasaka,E.and T.Yamazaki: "The relationship between DNA structural variations and activities of P elements in typical P and Q strains of Drosophila melanogaster." Genet.Res.Camb.(1991)
• [Publications] Nitasaka,E.,M.M.Green,and T.Yamazaki: "The molecular analysis of brown eye color mutations isolated from geographically discrete populations of Drosophila melanogaster." Proc.Natl.Acad.Sci.USA. (1991)
• [Publications] Hawkley,S.A.,W.W.Doane and R.A.Norman: "Molecular analysis of clsーregulatory sequenses at the αーamylase locus in Drosophila melanogaster." Gnetics. (1991)
• [Publications] Doane,W.W.,D.S.Thompson R.A.Norman & S.A.Hawkley: "Molecular genetics of a three-gene cluster in the Amy region of Drosophila." Isozymes. 344. 19-48 (1990)
• [Publications] Yamazaki,T.: "POPULATION BIOLOGY OF GENES AND MOLECULES(Nucleotide polymorphism and evolution of multigine families in Drosophila.)" ed.by N.Takahata and J.F.Crow(Baifukan), 151-167 (1990)
• [Publications] Nitasaka,E.,and T.Yamazaki: "NEW ASPECT OF GENETICS IN MOLECULAR EVOLUTION(Genetic variation and regulation of P elements in Drosophila melanogaster.)" ed.by Kimura,M.and T.Takahata(Japna Sci.Press), 1-14 (1990)