2019 Fiscal Year Annual Research Report
種-集団-個体レベルの多様性の遺伝的背景を総合理解する統計モデルの開発
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19H04070
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
岸野 洋久 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 教授 (00141987)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
北田 修一 東京海洋大学, 学術研究院, 名誉教授 (10262338)
中道 礼一郎 国立研究開発法人水産研究・教育機構, 中央水産研究所, 主任研究員 (70401255)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 分子進化 / 集団ゲノム / 高次元多変量解析 / 階層分散分析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
数多くの種でゲノムデータが公開され、またいくつかの種で集団からの標本のゲノムデータが生成されると、集団遺伝学と分子進化学をつなぐ方法論への道が見えてきた。
分子進化の中立説によると、分子進化速度は突然変異率と中立な変異の割合の積で表現される。ところで、前者は遺伝子間で共通であるのに対し、後者は機能的な制約に応じて遺伝子間で異なる。一方、集団内の遺伝的多型は、集団の履歴、突然変異率、突然変異の適応度に影響される。前二者は全遺伝子に共通に作用するが、後者は個別に働く。従って、種内の遺伝的多型と分子進化速度の遺伝子間の差異は、いずれも機能的な制約の強さの違いを反映していることが想定される。
そこで、哺乳類の遺伝子系統樹とヒト、チンパンジー、ゴリラ、マウス、イヌの遺伝的多型性を比較分析した。その結果、種内の遺伝的多型性は分子進化速度に規定されることが示された。予測される多型性のレベルからの乖離から、種固有に働く機能的な制約を検出する方法を開発した。表現型と関連する遺伝子集合について、複数の種を比較分析することにより、表現型や形態への固有の選択圧を検出する方法を開発した。
さらに、種内の遺伝的多型にフォーカスを当てて、その集団構造の成立過程と局所環境への適応を鳥瞰する方法の開発を行った。それは各集団のSNPアレル頻度、表現型値、環境値のデータを対応分析し、環境とSNPの間の有意な関連を結びつける。有効性を調査するために、集団が分布を広げる過程で、局所的に環境のストレスを受けるシミュレーションを行った。局所環境下において適応度が勝る突然変異は、その他の環境においては劣るというシナリオを設定した。適応とコストが強いほど環境関連SNPの検出が上がるが、生存力が２割程度しか違わない場合でも高い検出率と低い儀陽性率を達成することが確認された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
実際にデータ解析を進めると、開発しつつある方法が生物学的な解釈を可能とし、進化と適応に対する理解を深めることを私たち自身が実感している。
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| Strategy for Future Research Activity |
開発した手法をプログラムパッケージの形にし、完成したものから公開する得られた結果を学術誌に発表する。
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Research Products
(11 results)
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[Journal Article] Rigorous monitoring of a large-scale marine stock enhancement program demonstrates the need for comprehensive management of fisheries and nursery habitat2019
Author(s)
Kitada, S., Nakajima, K., Hamasaki, K., Shishidou, H., Waples, R. S., and Kishino, H.
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Journal Title
Scientific reports
Volume: 9
Pages: 1-10
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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