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分子系統学のためのソフトウェアの開発

研究課題

研究課題/領域番号 12554037
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 系統・分類
研究機関統計数理研究所

研究代表者

長谷川 政美  文部科学省統計数理研究所, 予測制御研究系, 教授 (60011657)

研究分担者 後藤 修  産業技術総合研究所, 生命情報, 主任研究員 (40142111)
下平 英寿  東京工業大学, 情報理工学研究科, 講師 (00290867)
橋本 哲男  筑波大学, 生物科学系, 教授 (50208451)
岸野 洋久  東京大学, 農学生命科学研究科, 教授 (00141987)
足立 淳  理化学研究所, ゲノム科学総合研究センター, 研究員
研究期間 (年度) 2000 – 2002
研究課題ステータス 完了 (2002年度)
配分額 *注記
12,900千円 (直接経費: 12,900千円)
2002年度: 3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
2001年度: 3,700千円 (直接経費: 3,700千円)
2000年度: 5,600千円 (直接経費: 5,600千円)
キーワード分子系統樹 / 最尤法 / 推定の偏り / モデルのミススペシフィケーション / 真獣類 / 分岐時間 / 適応的分子進化 / 分子系統樹推定法 / 多重比較 / 分子進化速度 / 階層モデル / 共進化 / 集団サイズ / 遺伝子構造予測 / SINE法 / SINE-flanking配列 / 分子時計 / 進化速度の変動 / 分岐時間推定
研究概要

生物進化や生物多様性を理解するための出発点は、多様な生物の系統関係を明らかにすることである。本研究でわれわれは、DNAやたんばく質の配列データから最尤法により分子系統樹を推定するための方法を開発した。分子系統樹推定法として広く使われている最節約法には、Long-branch-attractionに代表されるように、推定の偏りがあることが知られており、この点で最尤法は優れている。ただし、最尤法を用いても塩基やアミノ酸の置換過程について仮定したモデルが現実と大きく異なる場合には、系統樹推定に偏りが生じて、間違った系統樹が強く支持されることがある。本研究では、このようなモデル・ミススペシフィケーションによる系統樹推定の偏りを詳しく調べあげ、これを回避するための方法の開発を行なった。
われわれが独自に開発した方法を以下の様々な問題に適用し、生物学的に新しい知見を得ると同時に、データ解析法のいくつかの問題点を明らかにした:(1)ミトコンドリアゲノムと核遺伝子による真獣類の系統関係の推定、特に目レベルの関係について、(2)分子進化速度一定を仮定しない真獣類進化系統樹における分岐時間の推定、(3)人種の起源について、(4)両生類における3つの主要なグループ、無尾目、有尾目、無足目の間の関係について、(5)真核生物の初期進化と門レベルの系統関係、特にマステガアメーバの進化的位置について、(6)適応的分子進化の検出、特にマングローブ類における分子進化速度の変動の解析、(7)HIVウイルスの患者内での集団遺伝学。

報告書

(4件)
  • 2002 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2001 実績報告書
  • 2000 実績報告書
  • 研究成果

    (31件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (31件)

  • [文献書誌] T.Pupko, M.Hasegawa et al.: "Combining multiple data sets in a likelihood analysis : which models are best?"Mol. Biol. Evol.. 19. 2294-2307 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Pupko, M.Hasegawa et al.: "A branch-and-bound algolithm for the inference of ancestral amino-acid sequences when the replacement rate varies among sites : Application to the evolution of five gene families"Bioinformatics. 18. 1116-1123 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] W.Martin, M.Hasegawa et al.: "Evolutionary analysis of Arabidopsis, cyanobacterial, and chloroplast genomes reveals plastid phylogeny of thousands of cyanobacterial genes in the nucleus"Proc. Natl. Acod. Sci. U.S.A.. 99. 12246-12251 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Zhong, M.Hasegawa et al.: "Detecting evolutionary rate heterogeneity among mangroves and their close terrestrial relatives"Ecol. Lett.. 5. 427-432 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.-K.Seo, M.Hasegawa, H.Kishino et al.: "Estimation of Effective Population Size of HIV-1 Within a Host: A Pseudomaximum-Likelihood Approach"Genetics. 160. 1283-1293 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Arisue, T.Hashimoto, M.Hasegawa et al.: "The phylogenetic position of the pelobiont Mastigamoeba balamuti based on sequences of rDNA and translation elongation factors EF-1a and EF-2"J. Euk. Microbiol.. 49. 1-10 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Shimodaira and M. Hasegawa: "CONSEL : a program for assessing the confidence of phylogenetic tree selection"Bioinformatics. 17. 1246-1247 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.-K Seo, J.L. Thorne, M, Hasegawa, and H. Kishino: "A viral sampling design for testing the molecular clock and for estimating evolutionary rates and divergence times"Bioinformatics. 18. 115-123 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.-K Seo, J.L. Thorne, M. Hasegawa,and H. Kishino: "Estimation of effective population size of HIV-1 within a host : a pseudomaximum-likelihood approach"Genetics. 160. 1283-1293 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Pupko, I, Pe'er, M. Hasegawa, D.Graur, and N. Friedman: "A branch-and-bound algorithm for the inference of ancestral amino-acid sequences when the replacement rate varies among sites : Application to the evolution of five gene families"Bioinformatics. 18. 1116-1123 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Pupko, D. Huchon, Y. Cao, N. Okada and M. Hasegawa: "Combining multiple data sets in a likelihood analysis : Which models are the best?"Mol. Biol. Evol.. 19. 2294-2307 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Shimodaira: ". An approximately unbiased test of phylogenetic tree selection"System. Biol.. 51. 492-508 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.pupko, M.Hasegawa et al.: "Combining multiple data sets in a likelihood analysis : Which models are best?"Mol. Biol. Evol.,. 19. 2294-2307 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] T.Pupko, M.Hasegawa et al.: "A branch-and-bound algolithm for the inference of ancestral amino-acid sequences when the replacement rete varies among sites : Application to the evolution of five gene families"Bioinformatics. 18. 1116-1123 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] W.Martin, M.Hasegawa et al.: "Evolutionary analysis of Arabidopsis, cyanobacterial and chloraplast genomes reveals plastid phylogeny of thousands of cyanobacterial genomes in the nucleus"Proc. Natl. Acod. Sci : U.S.A.. 99. 12246-12251 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Zhong, M.Hasegawa et al.: "Detecting evolutionary rate heterogeneity among mangroves and their close terrestrial relatives"Ecol. Lett.. 5. 427-432 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] T.-K.Seo, M.Hasegawa, H.Kishino et al.: "Estimation of effective population size of HIV-1 within a host : a pseudomaximum-likelihood approach"Genetics. 160. 1283-1293 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] N.Arisue, T.Hashimoto, M.Hasegawa et al.: "The phylogenetic position of the pelobiont Mastigamoeba balamuti based on sequences of rDNA and franslation elongation factors EF-1a and EF-2"J. Euk. Microbiol.. 49. 1-10 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] M.Nikaido, F.Matsuno, H.Hamilton, R.L.Brownell Jr., Y.Cao, D.Wang, Z.Zhu, A.M.Shedlock, R.E.Fordyce, M.Hasegawa, N.Okada: "Retroposon analysis of major ceatcean lineages : The monophyly of toothed whales and the paraphyly of river dolpohins"Proceedings of Academy of Scie nce, USA. 98. 7384-7389 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] M.Nikaido, K.Kawai, Y.Cao, M.Harada, S.Tomita, N.Okada, M.Hasegawa: "Maximum likelihood analysis of the complete mitochondrial genomes of eutherians and a reevaluation of the phylogeny of bats and insectivores"Journal of Molecular Evolution. 53. 508-516 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] H.Shimodaira, M.Hasegawa: "CONSEL : a program for assessing the confidence of phylogenetic tree selection"Bioinformatics. 17. 1246-1247 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] T.K.Seo, J.L.Thorne, M.Hasegawa, H.Kishino: "A viral sampling design for testing the molecular clock and for estimating evolutionary rates and divergence times"Bioinformatics. 18. 115-123 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] T.-K.Seo, J.L.Thorne, M.Hasegawa, H.Kishino: "Estimation of effective population size of HIV 1 within a host : A pseudo-maximum likelihood approach"Genetics. (印刷中). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] J.L.Thorne, H.Kshino: "Divergence time and evolutionary rate estimation with multilocus data"Systematic Biology. (印刷中). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] H.Shimodaira: "Approximately unbiased test of phylogenetic tree selection"Systematic Biology. (印刷中). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 後藤修: "配列のホモロジーと統計情報を併用した真核生物遺伝子構造の予測"統計数理. (印刷中). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Ota,R. et al: "Appropriate likelihood ratio test and marginal distributions for evolutionary tree models with constrains on parameters"Molecular Biology and Evolution. 17(5). 798-803 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Lum,J.K. et al.: "Consistency of SINE insertion topology and flanking sequence tree : Quantifying relationship among cetartiodactyls"Molecular Biology and Evolution. 17(10). 1417-1424 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Cao,Y. et al.: "Phylogenetic position of turtles among amniotes : evidence from mitochondrial and nuclear genes"Gene. 259. 139-148 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Cao,Y. et al.: "Interordinal relationship and timescale of enthrian evolution as inferred from mitochondrial genome date"Gene. 259. 149-158 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Kishino,H. et al.: "Performance of a divergence time estimation method under a probabilistic model of rate evolution"Molecular Biology and Evolution. 18(3). 352-361 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書

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公開日: 2000-04-01   更新日: 2016-04-21  

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