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適応進化のメカニズムに関する分子集団遺伝学的研究

研究課題

研究課題/領域番号 06304002
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分総合
研究分野 遺伝
研究機関国立遺伝学研究所

研究代表者

原田 朋子 (太田 朋子)  国立遺伝学研究所, 集団遺伝研究系, 教授 (80000256)

研究分担者 舘田 英典 (たち田 英典)  九州大学, 理学部, 助教授 (70216985)
高畑 尚之  総合研究大学院大学, 教育研究交流センター, 教授 (30124217)
高野 敏行  国立遺伝学研究所, 助手 (90202150)
田嶋 文生  東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (30183065)
山崎 常行  九州大学, 理学部, 教授 (10108649)
宮下 直彦  京都大学, 農学部, 助教授 (20212243)
松尾 義則  徳島大学, 総合科学部, 助教授 (80219401)
石和 貞男  お茶の水女子大学, 理学部, 教授 (20017205)
飯塚 勝  九州歯科大学, 歯学部, 助教授 (20202830)
研究期間 (年度) 1994 – 1996
研究課題ステータス 完了 (1996年度)
配分額 *注記
30,900千円 (直接経費: 30,900千円)
1996年度: 8,200千円 (直接経費: 8,200千円)
1995年度: 10,900千円 (直接経費: 10,900千円)
1994年度: 11,800千円 (直接経費: 11,800千円)
キーワード分子集団遺伝学 / 適応進化 / 中立モデル / 遺伝子重複 / DNA多型 / ショウジョウバエ / 遺伝的変異 / 地域分化
研究概要

分子進化の中立説によって分子レベルでの進化に遺伝的浮動が最も重要な働きをすることが確立されたが、表現型レベルで見られる生物の驚くべき多様性と適応が分子レベルでどのような変化によって引き起こされているかについてはほとんど明らかになっていない。本研究ではこのような適応的進化を起こす変化が、少数座位でのアミノ酸置換、遺伝子調節領域の変化と遺伝子の多重化を含む構造変化であると考え、これらの変異を検出しその進化メカニズムを追及することによって適応進化を分子レベルで解明することを目的した。
遺伝子重複とその後の機能分化は、生物の多様化に大きな貢献をしたことは間違いない。多重遺伝子族に関して自然淘汰や遺伝子変換等が遺伝子の多様性と生物の進化に及ぼした効果をヒトMHC等を材料に解析を行った(太田、高畑、山崎、石和、松尾、高野)。DNA変異の大きさと進化速度は自然淘汰をはじめ、突然変異率、集団構造、集団の大きさ等多くの要因によって影響を受ける。厳密で単純な中立突然変異モデルからずれた場合の理論的解析を行い、より複雑な現実の生物進化の理解を深めた(太田、田嶋、舘田、飯塚、伊奈)。また、DNAデータ・バンクに蓄積された遺伝情報を用いて同義・非同義置換速度を推定したり(太田、五篠堀)、シロイヌナズナ、ショウジョウバエ、食虫類等について集団遺伝学的見地からDNA変異の調査を行うことにより(宮下、田村、北川、日下部)、自然淘汰の種内・種間変異に及ぼす効果を解析した。
分子生物学の発展にともない蛋白質の高次構造や遺伝子間の遺伝的相互作用などより多様な生命現象に関する情報が蓄積されつつある。複雑系の解析は今後ますます重要になることは間違いない。その時、本研究で行われたような集団遺伝学の理論とそれに基づいた実験的検証は今後の分子進化学の発展にとって重要な基礎となるものである。

報告書

(4件)
  • 1996 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1995 実績報告書
  • 1994 実績報告書
  • 研究成果

    (52件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (52件)

  • [文献書誌] Tomoko Ohta: "The current significance and standing of neutral and nearly neutral theories." BioEssays. 18. 673-677 (1996)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nobuyuki Inomata: "Adaptive evolution at the molecular level of the duplicated Amy gene system in Drosophila." J.Genetics. 75. 125-137 (1996)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Naoyuki Takahata: "Evolution of the primate lineage leading to modern humans : Phylogenetic and demographic inferences from DNA sequences." Proc.Natl.Acad.Sci.USA. (in press). (1997)

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  • [文献書誌] Fumio Tajima: "The amount of DNA polymorphism maintained in a finite population when the neutral mutation rate varies among sites." Genetics. 143. 1457-1465 (1996)

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  • [文献書誌] Hidenori Tachida: "A population genetic study of the evolution of SINEs. II Sequence evolution under the master copy model." Genetics. 143. 1033-1042 (1996)

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  • [文献書誌] Naohiko Miyashita: "Intra-and interspecific variation of alcohol dehydrogenaselocus region in wild plants Arabisgemmifera and Arabidopsis thalian" Mol.Biol.Evol.13. 433-436 (1996)

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  • [文献書誌] Toshinori Endo: "Large-scale search for genes on which positive selection may operate." Mol.Biol.Evol.13. 685-690 (1996)

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  • [文献書誌] Masaru Iizuka: "Average time until fixation of mutants with compensatory fitness interaction." Genes Genet.Syst.71. 167-173 (1996)

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  • [文献書誌] Yasuo Ina: "Pattern of synonymous and nonsynonymous substitutions : An indicator of mechanisms of molecular evolution." J.Genet.75. 91-115 (1996)

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  • [文献書誌] Yoshinori Matsuo: "Molecular evolution of the paired gene in Drosophila ; cloning and characterization of the partial paired gene from Drosophila willistoni." Biochem.Genet.(in press). (1997)

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  • [文献書誌] Koichiro Tamura: "Model selection in the estimation of the number of nucleotide substitutions." Mol.Biol.Evol.11. 154-157 (1994)

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  • [文献書誌] Hiroko Tominaga: "Sequence evolution of the Gpdh gene in the Drosophila virilis species group." Genetica. 96. 293-302 (1995)

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  • [文献書誌] Fumio Tajima: "Progress in Population Genetics and Human Evolution" Springer-Verlag,New York (in press), (1997)

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  • [文献書誌] Toshiyuki Takano: "Current topics on molecular evolution" Inst.Mol.Evol.Genet.,The Pennsylvania State Univ.,USA/Graduate School for Advanced Studies,Hayama,Japan, 260 (1996)

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  • [文献書誌] Ohta, T.: "The current significance and standing of neutral and nearly neutral theories." BioEssays. 18. 673-677 (1996)

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  • [文献書誌] Inomata, N.and Yamazaki, T.: "Adaptive evolution at the molecular level of the duplicated Amy gene system in Drosophila." J.Genetics. 75. 125-137 (1996)

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  • [文献書誌] Takahata, N.and Satta, Y.: "Evolution of the primate lineage leading to modern humans : Phylogenetic and demographic inferences from DNA sequences." Proc.Natl.Acad.Sci.USA. (in press). (1997)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tajima, F.: "The amount of DNA polymorphism maintained in a finite population when the neutral mutation rate varies among sites." Genetics. 143. 1457-1465 (1996)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tachida, H.: "A population genetic study of the evolution of SINEs.II.Sequence evolution under the master copy model." Genetics. 143. 1033-1042 (1996)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Miyashita, N.T., Innan, H.and Terauchi, R.: "Intra-and interspecific variation of alcohol dehydrogenase locus region in wild plants Arabis gemmifera and Arabidopsis thaliana." Mol.Biol.Evol.13. 433-436 (1996)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Endo, T., Ikeo, K.and Gojobori, T.: "Large-scale search for genes on which positive selection may operate." Mol.Biol.Evol.13. 685-690 (1996)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Iizuka, M.and Takefu, M.: "Average time until fixation of mutants with compensatory fitness interaction." Genes Genet.Syst.71. 167-173 (1996)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ina, Y.: "Pattern of synonymous and nonsynonymous substitutions : An indicator of mechanisms of molecular evolution." J.Genet.75. 91-115 (1996)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Matsuo, Y.: "Molecular evolution of the paired gene in Drosophila ; Cloning and characterization of the partial paired gene from Drosophila willistoni." Biochem.Genet.(in press). (1997)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tamura, K.: "Model selection in the estimation of the number of nucleotide substitutions." Mol.Biol.Evol.11. 154-157 (1994)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tominaga, H.and Narise, S.: "Sequence evolution of the Gpdh gene in the Drosophila virilis species group." Genetica. 96. 293-302 (1995)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tajima, F.: Estimation of the amount of DNA polymorphism and statistical tests of the neutral mutation hypothesis based on DNA polymorphism.In Progress in Population Genetics and Human Evolution, eds P.Donnelly and S.Tavare. Springer-Verlag, New York (in press), (1997)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takano, T.S.: Genetic study of species differences as observed as loss of bristles in interspecific hybrids of Drosophila.In Current topics on molecular evolution, eds.M.Nei and N.Takahata, pp255-260. Institute of Molecular Evolutionary Genetics, The Pennsylvania State University, USA,The Graduate School for Advanced Studies, Hayama, Japan., (1995)

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    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tomoko Ohta: "The current significance and standing of neutral and nearly neutral theories." BioEssays. 18.8. 673-677 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Nobuyuki Inomata: "Adaptive evolution at the molecular level of the duplicated Amy gene system in Drosophila." J.Genetics. 75.1. 125-137 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Naoyuki Takahata: "Evolution of the primate lineage leading to modern humans : Phylogenetic and demographic inferences from DNA sequences." Proc.Natl.Acad.Sci.USA. (1997)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Fumio Tajima: "The amount of DNA polymorphism maintained in a finite population when the neutral mutation rate varies among sites." Genetics. 143.3. 1457-1465 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Hidenori Tachida: "A population genetic study of the evolution of SINEs.II.Sequence evolution under the master copy model." Genetics. 143・2. 1033-1042 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Naohiko Miyashita: "Intra- and interspecific variation of alcohol dehydrogenase locus region in wild plants Arabis gemmifera and Arabidopsis thaliana" Mol.Biol.Evol.13・2. 433-436 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Fumio Tajima: "Progress in Population Genetics and Human Evolution" Springer-Verlag,New York (in press), (1997)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Toshiyuki Takano: "Current topics on molecular evolution" Inst.Mol.Evol.Genet.,The Pennsylvania State Univ.,USA/Graduate School for Advanced Studies,Hayama,Japan, 260 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Tomoko Ohta: "Synonymous and nonsynonymous subtitutions in mammalian genes and nearly the neutral theory." J Mol Evol. 40. 56-63 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] Fumio Tajima: "Effect of non-random sampling on the estimation of parameters in population genetics" Genetical Research. 66. 267-276 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] Nobuyuki Inomata: "Evolution of the response patterns to dietary carbohydrates and the developmental differentiation of gene expression of alpha-Amylase in Drosophila." J Mol Evol. 41. 1076-1084 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] Nobuyuki Miyashita: "Intra-and interspecific variation of alcohol dehydrogenase locus region in wild plants Arabis gemmifera and Arabidopsis thaliana." Mol.Biol.Evol.(in press).

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] H.Shibata: "Molecular evolution of the duplicated Amy locus in the Drosophila melanogaster species subgroup:concerted evolution only in the coding region and an excess of nonsynonymous substitutions in speciation." Genetics. 141. 223-236 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] Nobuyuki Inomata: "Evolutionary relationships and sequence variation of alpha-amylase variants encoded by duplicate genes in the Amy locus of Drosophila melanogaster." Genetics. 141. 237-244 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] Tomoko Ohta: "in Lecture Notes in Biomathematics 100 "Frontiers in Mathematical Biology"" Springer-Verlag, 174-185 (1994)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] Fumio Tajima: "Mathematical Population Genetics" Springer-Verlag,New York(in press), (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] Tomoko Ohta: "Further examples of evolution by gene duplication revealed through DNA sequence comparisons." Genetics. 138. 1331-1337 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Fumio Tajima: "Estimation of evolutionary distance for reconstructing molecular phylogenetic trees." Molecular Biology and Evolution. 11. 278-286 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Takashi Gojobori: "Molecular evolution of serine protease and its inhibitor with special reference to domain evolution." Philosophical Transactions:Biological Sciences,The Royal Society. 344. 411-415 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Yasuo Ina: "Statistical analysis of nucleotide sequences of the hemagglutinin gene of human infleuenza A viruses." Proceedings of the National Academy of Sciences,U.S.A.91. 8388-8392 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Naohiko Miyashita: "Molecular variation in chloroplase DNA regions in ancestral species of wheat." Genetics. 137. 833-889 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Hidenori Tachida: "Decay of linkage disequilibrium in a finite island model." Genetical Research. 64. 137-144 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Tomoko Ohta: "Early Life on Earth" Columbia University Press, 630 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] H.Kitakami: "Advances in Molecular Bioinformatics" IOS Press, 259 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書

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公開日: 1994-04-01   更新日: 2016-04-21  

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