2021 Fiscal Year Annual Research Report
Predict and regulate the evolvability from the fluctuation of RNA structure
Publicly Offered Research
| Project Area | Evolutionary theory for constrained and directional diversities |
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| Project/Area Number |
20H04859
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
市橋 伯一 東京大学, 大学院総合文化研究科, 教授 (20448096)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | RNA / 構造揺らぎ / 進化可能性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
揺らぎ応答理論に基づくと、進化が進むほどRNAの構造揺らぎが小さくなることが予想される。2020年度では、進化途中のすべてのRNA（６４種類）について構造解析を行いこの予測が正しいかを検証した。その結果、確かに進化が進むにつれて揺らぎが減少する傾向があることを見出した。この結果から、揺らぎが大きい方が進化可能性が高い（＝適応的な変異が多い）のではないか、という仮説を立てた。つまり、揺らぎが大きいほど改良可能な部分構造が多く、ゆえにそこを良くするための適応的な変異が見つかりやすいということである。この仮説は、揺らぎの大きなRNAと揺らぎの小さなRNAについて適応的な変異の頻度を比較することで実験的に検証が可能である。実際に我々は、進化途中に現れたいくつかのRNAについて、揺らぎの大きさと適応的な変異の頻度（進化可能性の大きさ）に相関があることを見出した。さらに、進化途中に現れたRNAではなく、人為的に揺らぎの大きさを変えた約10種類のRNAを構築し、それらが持つ適応変異の頻度を測定したところ、こちらについても揺らぎの大きいものほど適応的な変異の頻度が高いことを見出した。つまり揺らぎの大きさと適応変異の頻度はただの相関ではなく、因果関係があることを示唆している。以上の結果から、RNAの揺らぎの大きさを測定することにより進化しやすさを予想することができるようになった。また同時に人為的に揺らぎの大きさを変えることによって、進化しやすさを制御できることが示唆された。
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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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