| 研究課題/領域番号 |
23K05880
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分45020:進化生物学関連
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| 研究機関 | 東京理科大学 |
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研究代表者 |
佐藤 圭子 東京理科大学, 創域理工学部情報計算科学科, 准教授 (30366439)
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| 研究期間 (年度) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2025年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2024年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2023年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
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| キーワード | 分子進化 / 分子系統樹 / 情報量 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、進化の過程で起きた変化、つまり、置換、挿入、欠失の観点から進化モデルを考え、変化の多様性を捉えることができる情報論的尺度を配列間の進化的な関わりを推定するのに取り入れることで、あらゆる生物研究において礎となる進化の過程に沿った系統樹を作成する手法を確立すること目的とする。さらに、申請者が公開しているWebアプリケーションの系統解析ツール（P*R*O*P）にて、その手法による系統推定を提供する。
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| 研究実績の概要 |
本研究では、進化の過程で起きた変化、つまり、置換、挿入、欠失の観点から進化モデルを考え、変化の多様性を捉えることができる情報論的尺度を配列間の差異を推定するのに取り入れることで、あらゆる生物研究において礎となる進化の過程に沿った系統樹を作成する手法を確立すること目的とする。
考えられる樹形の数は、系統推定の対象となる分子配列数の増加に伴い爆発的に増加する。樹形の情報量を計算するにあたり、膨大に要する計算時間をいかに削減しながら極力情報量を最大とする樹形および進化過程に沿った樹形を選びだすのかが本研究での重要ポイントである。
令和5年度は、数多くの樹形の中から最良な樹形を選択する手法の確立に向けて、試行錯誤を重ねながら時間を費やした。アライメント済みの n 配列(n≧3)を全２分木の葉ノードに割り当て、内部ノードに対応する祖先配列の推定を行った。なお、詳細は省略するが祖先配列の推定には、計算時間削減のための工夫を行った。また、親ノード配列が与えられたときの子ノード配列間の相関を情報尺度を使って求め、樹形全体の情報量を算出できるようにした。これにより現在は、配列のサイトごとではなく配列全体として変化を捉える樹形を選択できる段階に至っている。
今後は、様々な分子配列データを用いて実験を行うことで生じるであろう課題を一つずつ解決していき、最終的に進化の過程に沿った系統樹を作成する手法の確立を目指す。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
令和5年度は、配列変化の多様性を捉えることができる数理を用いて、進化の過程に沿った系統樹を作成するための理論の構築に時間を充てた。これは当初の予定通りである。
よって、おおむね順調に進展していると判断した。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後は、置換、挿入、欠失といった事象が発生する頻度や配列長や配列数が大きく異なる様々な分子配列データを用いて、理論をもとにした実践プログラムを動かしたときの課題を洗い出し、その解決方法探りながら研究を推進していく。
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