超遺伝子族のデ-タベ-スの試作

1991 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 03558027
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 宮田 隆 京都大学, 理学部, 教授 (20022692)
• 研究分担者: 長谷川 政美 統計数理研究所, 教授 (60011657)
• キーワード: 超遺伝子族 / デ-タベ-ス / ホモロジ- / 分子系統樹 / アラインメント / コンピュ-タ / タンパク質

研究概要

1)超遺伝子族デ-タベ-スの試作に先立ち、将来外部とのデ-タ通信に備え、これまで我々が汎用コンピュ-タ用に開発してきたプログラムをワ-クステ-ションに移植し、ネットワ-クを完成させた。2)超遺伝子族に於ける基本的解析技術は相同性探査、複数の配列の並列(マルチプルアラインメント)及び分子系統樹推定法の3つである。その第一として、同一遺伝子族に属する既知のメンバ-を集め、複数の保存領域の各座位に出現するアミノ酸の頻度(頻度マトリックス)を求め、それを基に類似の配列を探査する新しい『局所探査法』を開発した。この方法を免疫グロブリン、フィブリノネクチンタイプ3(FN3)、カドヘリン超遺伝子族に応用し、レセプタ-型チロシンキナ-ゼ遺伝子族のメンバ-にそれぞれに類似の配列を検出した。これらの結果を基に、この遺伝子族を分類することを試みた。上記の成果の一部は既に論文として報告し、一部は準備中である。3)第二に、新しい簡便なマルチプルアラインメント法を開発した。この方法の特徴はアニ-リングによりベストに近いアラインメントを実現する点にある。この方法はワ-クステ-ションによく適合し、百本程の配列を数分程度でアラインメントを行うことが出来る。4)推定した系統樹の信頼性を量的に示すブ-トストラップ確率を樹上に示すコンピュ-タプログラムを開発し、作業の向上を計った。現在新しい分子系統樹推定法を開発中である。5)上記の方法を応用し、各超遺伝子族毎に、メンバ-のアラインメント、保存部位のモチ-フと頻度マトリックス、分子系統樹を計算し、超遺伝子族のデ-タベ-スを作成中である。現在迄に13の遺伝子族について完成、あるいは完成に近い状態にある。

研究成果

• [文献書誌] Kuma,K.: "The immunoglobulin family" Current Opinion in Structural Biology. 1. 384-393 (1991)
• [文献書誌] Kuma,K.: "Motifs of immunoglobulin-like domains:Neurotrophic factor receptors trk and trkB are members of the immunoglobulin family." Proc.Japan Acad.67B. 188-192 (1991)
• [文献書誌] Iwabe,N.: "Evolution of RNA polymerases and branching patterns of the three major groups of archaebacteria." J.Mol.Evol.32. 70-78 (1991)
• [文献書誌] Matsuda,S.: "Purification and molecular cloning of succinyltransferase of the rat α-ketoglutarate dehydrogenase complex." J.Biol.Chem.266. 19013-19017 (1991)
• [文献書誌] Hayashida,H.: "Inter-chromosomal gene conversion as a possible mechanism for explaining divergence patterns of ZFY-related genes." J.Mol.Evol.
• [文献書誌] Hasegawa,M.: "Early branchings in the evolution of eukaryotes:Ancient divergence of entamoeba that lacks mitochondria revealed by protein sequence data." J.Mol.Evol.