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真核生物遺伝子の多様化と生物進化の関連

研究課題

研究課題/領域番号 09304072
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 遺伝
研究機関京都大学

研究代表者

宮田 隆  京都大学, 大学院・理学研究科, 教授 (20022692)

研究分担者 岩部 直之  京都大学, 大学院・理学研究科, 助手 (80263060)
隈 啓一  京都大学, 大学院・理学研究科, 助手 (10221938)
研究期間 (年度) 1997 – 1999
研究課題ステータス 完了 (1999年度)
配分額 *注記
35,900千円 (直接経費: 35,900千円)
1999年度: 6,000千円 (直接経費: 6,000千円)
1998年度: 7,200千円 (直接経費: 7,200千円)
1997年度: 22,700千円 (直接経費: 22,700千円)
キーワードカイメン / 円口類 / ナメクジウオ / 遺伝子族 / 遺伝子重複 / 分子系統樹 / 生物多様性 / シグナル伝達系 / 形態形成遺伝子 / 多様性 / 真核生物 / 多細胞効物 / 進化
研究概要

本研究は、真核生物の進化の過程で、遺伝子の多様化がどのように進んだか、遺伝子の多様化と生物の進化の間にいかなる関連があるか、遺伝子の多様化は如何なるメカニズムで起こったか、を明らかにすることを目的とし、多数の遺伝子族の分子系統進化学的解析を基礎に理論・実験の両面から研究を進めた。シグナル伝達系や形態形成に関与する遺伝子族の解析から、互いに機能の異なる基本的遺伝子(サブタイプに相当する)のほとんどは、多細胞動物の最初期の分岐である、カイメンとそれ以外の真正後生動物の分岐(約9億年前)以前にすでに遺伝子重複で作られており、それは動物の爆発的な多様化(すなわち、カンブリア爆発)の2億年も前に完了していたことが分かった。同一サブタイプに属し、互いに機能的には類似で、発現する組織を異にする組織特異的遺伝子の多様化は、脊椎動物の進化の前半に起きたことをすでに明らかにしているが、本年度は、遺伝子重複が起きた時期をより厳密に推定するために、ナメクジウオ、円口類の2種(メクラウナギとヤツメウナギ)、軟骨魚エイからPTK及びPTP遺伝子を単離し、組織特異的遺伝子の多様化が無額類と有顎類が分岐した頃(およそ5億年前)に起きたことを、合計12の異なるサブタイプで明らかにした。またこの多様化がゲノムDNAの重複に起因することをPDGFRサブタイプで明らかにした。これらの結果を総合すると、カンブリア爆発は、遺伝子重複による新しい遺伝子の創成ではなく、既存の遺伝子を再利用して達成されたと結論できる。

報告書

(4件)
  • 1999 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1998 実績報告書
  • 1997 実績報告書
  • 研究成果

    (57件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (57件)

  • [文献書誌] Inoue,T .et al.: "Caenorhabditis elegans has two isozymic forms CE-1 and CE-2 of fructose-1,6-biophosphate aldolase which are encoded by defferent genes"Archives Biochem. Biophys. 339. 226-234 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nikoh,N. et al.: "An estimate of devergence time of Parazoa and Eumetazoa and that of Cephalochordata and Vertebrata by aldolase and triose phosphate isomerase clocks"J. Mol. Evol.. 45. 97-106 (1997)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yasojima, K. et al.: "Cloning of human snd mouse cDNAs encoking novel zinic finger proteins expressed in cerebellum and hippocampus"Biophys. Biochem. Res. Commun.. 231. 481-487 (1997)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Suga,H. et al.: "Intermittent divergence of the protein tyrosine kinase family during animal evolution"FEBS Lett.. 412. 540-546 (1997)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kuba,M. et al.: "Molecular evolution of amphioxus fructose-1, 6-bisphosphate aldolase"Archives Biochem. Biophys.. 348. 329-336 (1997)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hoshiyama,D. et al.: "Sponge Pax cDNA related to Pax-2/5/8 and ancient gene duplications in the Pax family"J. Mol. Evol.. 47. 640-648 (1998)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Koyanagi,M. et al.: "Anicient gene duplication and domain shuffling in animal cyclic nucleotide phosphodiesterase family"FEBS Lett.. 436. 323-328 (1998)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nakamura,M. et al.: "A novel centrosomal protein, RanBPM, when overexpressed, causes ectopic microtubule nucleation, similar to g-tubuiln"J. Cell. Biol.. 134. 1041-1052 (1998)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Koyanagi,M. et al.: "Phospholipase C sDNAs from sponge and hydra : Anitiquity of genes involved in the inositol phospholipid singnaling pathway"FEBS Lett.. 439. 66-70 (1998)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Matsuda,F. et al,: "The complete nucleotide sequence of the human immunoglobulin heavy-chain varoab;e region locus"J. Exp. Med.. 188. 2151-2162 (1998)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Suga,H. et al.: "Extensive gene duplication in the early evolution fo animals befor parazoan-eumetazoan split demonstrated by G proteins and protein tyrosine kinases from sponge and hydra"J. Mol. Evol.. 48. 646-653 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ono,K. et al.: "Multiple protein tyrosine phosphatases in sponge and explosive gene duplication in the early evolution of animals before the parazoan-eumetazoan split"J. Mol. Evol.. 48. 654-662 (1999)

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  • [文献書誌] Suga,H. et al.: "Multiple TGF-b receptor related genes in sponge and ancient gene duplications before the parazoan-eumetazan split"FEBS Lett.. 453. 346-350 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Suga,H. et al.: "Protein tyrosine kinase cDNAs from amphioxus,hagfish and lamprey : Isoform duplications around the divergence of cyclostomes and gnathostomes"J. Mol. Evol.. 49. 601-608 (1999)

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  • [文献書誌] Katoh,K. et al.: "A heuristic approach of maximum likelihood method for inferring phylogenetic tree and an application to the mammalian SOX-3 origin of the testis-determining gene SRY"FEBS Lett.. 463. 129-132 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kuraku,S. et al.: "Monophyly of lampreys and hagfishes supported by nuclear DNA-coded genes"J. Mol. Evol.. 49. 729-735 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ono-Koyanagi, et al.: "Protein tyrosine phosphatases from amphioxus, hagfish and ray : Divergence of tissue-specific isoform genes in the early evolution of vertebrates"J. Mol. Evol.. (in press).

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  • [文献書誌] 宮田隆 他: "ゲノム情報を読む"共立出版. 138 (1997)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 宮田隆 他: "分子進化 ―解析の技法とその応用―"共立出版. 196 (1998)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 宮田隆: "DNAからみた生物の爆発的進化"岩波書店. 198 (1998)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Inoue, T. et al: "Caenorhabditis elegans has two isozymic forms CE-1and CE-2 of fructose-1, 6-biophosphate aldolase which are encoded by different genes."Archives Biochem. Biophys. 339. 226-234 (1997)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nikoh, N. et al.: "An estimate of divergence time of Parazoa and Eumetazoa and that of Cephalochordata and Vertebrata by aldolase and triose phosphate isomerase clocks."J. Mol. Evol.. 45. 97-106 (1997)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yasojima, K. et al.: "Cloning of human and mouse cDNAs encoding novel zinic finger proteins expressed in cerebellum and hippocampus."Biophys. Biochem. Res. Commun.. 231. 481-487 (1997)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Suga, H. et al.: "Intermittent divergence of the protein tyrosine kinase family during animal evolution."FEBS Lett.. 412. 540-546 (1997)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kuba, M. et al.: "Molecular evolution of amphioxus fructose-1, 6-bisphosphate aldolase."Archives Biochem. Biophys.. 348. 329-336 (1997)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hoshiyama, D. et al.: "Sponge Pax cDNA related to Pax-2/5/8 and ancient gene duplications in the Pax family."J. Mol. Evol.. 47. 640-648 (1998)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Koyanagi, M. et al.: "Ancient gene duplication and domain shuffling in animal cyclic uncleotide phosphodiesterase family."FEBS Lett.. 436. 323-328 (1998)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nakamura, M. et al.: "A novel centrosomal protein. RanBPM, when overexpressed, causes ectopic microtubule nucleation, similar to g-tubulin."J. Cell. Biol.. 143. 1041-1052 (1998)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Koyanagi, M. et al.: "Phospholipase C sDNAs from sponge and hydra : Antiquity of genes involved in the inositol phospholipid signaling pathway."FEBS Lett.. 439. 66-70 (1998)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Matsuda, F. et al.: "The complete nucleotide sequence of the human immunoglobulin heavy-chain variable region locus."J. Exp. Med.. 188. 2151-2162 (1998)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Suga, H. et al.: "Extensive gene duplication in the early evolution of animals before parazoaneumetazoan split demonstrated by G proteins and protein tyrosine kinases from sponge and hydra."J. Mol. Evol.. 48. 646-653 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ono, K. et al.: "Multiple protein tyrosine phosphatases in sponge and explosive gene duplication in the early evolution of animals before the parazoan-eumetazoan split."J. Mol. Evol.. 48. 654-662 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Suga, H. et al.: "Multiple TGF-b receptor related genes in sponge and ancient gene duplications before the parazoan-eumetazoan split."FEBS lett.. 453. 346-350 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Suga, H. et al.: "Protein tyrosine kinase cDNAs from amphioxus, hagfish and lamprey : lsoform duplications around the divergence of cyclostomes and gnathostomes."J. Mol. Evol. 49. 601-608 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Katoh, K. et al.: "A heuristic approach of maximum likelihood method for inferring phylogenetic tree and an application to the mammalian SOX-3 origin of the testis-determining gene SRY."FEBS Lett.. 463. 129-132 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kuraku, S. et al.: "Monophyly of lampreys and hagfishes supported by nuclear DNA-coded genes."J. Mol. Evol.. 49. 729-735 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ono-Koyanagi, K. et al.: "Protein tyrosine phosphatases from amphioxus, hagfish and ray : Divergence of tissue-specific isoform genes in the early evolution of vertebrates."J. Mol. Evol. (in press.).

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Suga H.et al.: "Extensive gene duplication in the early evolution of animals before parazoaneumetazoan split demonstrated by G proteins and protein tyrosine kinases from sponge and hydra"J. Mol. Evol.. 48. 646-653 (1999)

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      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Ono K.et al.: "Multiple protein tyrosine phosphatases in sponge and explosive gene duplication in the early evolution of animals before the parazoan-eumetazoan split"J. Mol. Evol.. 48. 654-662 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Suga H.et al.: "Multiple TGF-b receptor related genes in sponge and ancient gene duplications before the parazoan-eumetazoan split"FEBS lett.. 453. 346-350 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Suga H.et al.: "Protein tyrosine kinase cDNAs from amphioxus, hagfish and lamprey: lsoform duplications around the divergence of cyclostomes and gnathostomes"J. Mol. Evol.. 49. 601-608 (1999)

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      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Katoh K.et al.: "A heuristic approach of maximum likelihood methood for inferring phylogenetic tree and an application to the mammalian SOX-3 origin of the testis-determining gene SRY"FEBS Lett.. 463. 129-132 (1999)

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      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Kuraku S.et al.: "Monophyly of lampreys and hagfishes supported by nuclear DNA-coded genes"J. Mol. Evol.. 49. 729-735 (1999)

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      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Ono-Koyanagi K.et al.: "Protein tyrosine phosphatases from amphioxus, hagfish and ray: Divergence of tissue-specific isoform genes in the early evolution of vertebrates"J. Mol. Evol.. (in press).

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      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Hoshiyama,D.et al.: "Sponge Pax cDNA related to Pax-2/5/8 and ancient gene duplications in the Pax family." J.Mol.Evol. 47. 640-648 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Koyanagi,M.et al.: "Ancient gene duplication and domain shuffling in animal cyclic nucleotide phosphodiesterase family." FEBS Lett.436. 323-328 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Koyanagi,M.et al.: "Phospholipase C sDNAs from sponge and hydra: Antiquity of genesinvolved in the inositol phospholipid signaling pathway." FEBS Lett.439. 66-70 (1998)

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      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Matsuda,F.et al.: "The complete nucleotide sequence of the human immunoglobulin heavy-chain variable region locus." J.Exp.Med.188. 2151-2162 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Suga,H.et al.: "Explosive gene duplication in the early evolution of animals before parazoan-eumetazoan split demonstrated by G proteins and protein tyrosine kinases from sponge and hydra." J.Mol.Evol.(in press.). (1999)

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      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Ono,K.et al.: "Multiple protein tyrosine phosphatases in sponge and explosive gene duplication in the early evolution of animals before the parazoan-eumetazoan split." J.Mol.Evol.(in press.). (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 宮田 隆: "DNAからみた生物の爆発的進化" 岩波書店, 198 (1998)

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      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Inoue,T.: "Caenorhabditis elegans has two isozymic forms CE-1 and CE-2 of fructose-1,6-biophosphate aldolase which are encoded by different genes." Archives Biochem.Biophys. 339. 226-234 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Nikoh,N.: "An estimate of divergence time of Parazoa and Eumetazoa and that of Cephalochordata and Vertebrata by aldolase and triose phosphate isomerase clocks." J.Mol.Evol.45. 97-106 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Yasojima,K.: "Cloning of human and mouse cDNAs encoding novel zinic finger proteins expressed in cerebellum and hippocampus." Biophys.Biochem.Res.Commun.231. 481-487 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Suga,H.: "Intermittent divergence of the protein tyrosine kinase family during animal evolution." FEBS Lett.412. 540-546 (1997)

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      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Kuba,M.: "Molecular evolution of amphioxus fructose-1,6-bisphosphate aldolase." Archives Biochem.Biophys.348. 329-336 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 宮田 隆: "ゲノム情報を読む" 共立出版, 138 (1997)

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      1997 実績報告書

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公開日: 1997-04-01   更新日: 2016-04-21  

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