2021 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 Research Institutue of Evolutionary Biology. |
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Principal Investigator |
岸野 洋久 (財)進化生物学研究所, その他部局等, 客員研究員 (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, 水産資源研究所(横浜), 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 |
本プロジェクトは当初より、ヒトの遺伝的多型性が哺乳類全体にわたる長期的な分子進化速度に規定されることを見出していた。これは翻訳領域であるエクソンを対象としたものであったが、最終年度では5’非翻訳領域、3’非翻訳領域、およびイントロンにまで分析を広げ、エクソンに働く選択圧が連鎖を通してその近傍の多型性を押し下げるというモデルを構築した。その結果、特に5’非翻訳領域に対して、ゲノム背景の選択圧の大きさがエクソンの分子進化速度に依存することがわかった。さらに、分子進化速度から予測される種内遺伝的多様性からの偏差から、遺伝子に対する種特異的選択の揺らぎを検出する方法を開発した。
一方、種内の遺伝的多型を進化の枠組みで理解するための分析を深めた。集団対FSTは集団構造を測定し、集団固有FSTは祖先集団からの乖離を測定する。そこで、地図上に集団固有FSTの情報を載せ、集団対FST距離行列に基づく多次元尺度構成法による集団の散布図、近隣結合法による集団の系統樹に集団固有FSTの情報を載せることにより、現在の集団構造と集団の範囲拡大の歴史を理解する方法を提案した。さらに、適応の歴史を理解するために、中立な分子マーカーに基づき得られる混血グラフの上で、形質をコードするSNPのアレル頻度が遺伝的浮動を超えて動く枝を同定する手法を適用し、多形質の適応の歴史を表現するselection on edge-by-trait (SET) 行列を定義した。主成分分析により、複数形質の共適応を検出し、混血グラフ上にマッピングした。また、共適応を引き起こした環境因子を同定するために、環境変数の因子負荷量を新たに定義した。シミュレーションにより、個別形質の分析では見逃された環境選択のパターンを探索的分析により再構築することができた。
これらの成果を学術論文にまとめ、公開した。
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| Research Progress Status |
令和3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3年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(6 results)
