分子進化学的方法論に基づく遺伝子機能予測法の開発

1995 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07504009
• 研究種目: 試験研究(A)
• 研究機関: 国立遺伝学研究所
• 研究代表者: 五條堀 孝 国立遺伝学研究所, 生命情報研究センター, 教授 (50162136)
• 研究分担者: 今西 規 国立遺伝学研究所, 生命情報研究センター, 助手 (80270461) ; 池尾 一穂 国立遺伝学研究所, 生命情報研究センター, 助手 (20249949) ; 舘野 義男 国立遺伝学研究所, 生命情報研究センター, 教授 (00202424) ; 池村 淑道 国立遺伝学研究所, 集団遺伝研究系, 教授 (50025475) ; 宮田 隆 京都大学, 理学部, 教授 (20022692)
• キーワード: 分子進化 / 遺伝子機能予測 / 機能的ドメイン / 分子系統樹 / セリンプロテアーゼ / MHC / 塩基配列 / シーケンシング

研究概要

本研究は、分子進化学的アプローチに基づいて塩基配列を解析し、その遺伝子機能の予測を行うことにある。
本年度は、その基礎となる研究の方法論の確立と、実験的なパイロットスタディを実行した。まず、DNAデータベースが、遺伝子機能予測を容易に行えるような検索ソフト群の開発を行った。また、それらのDNAの塩基配列データから分子系統樹を構築するため、今までにはないMDL原理というアルゴリズムを用いて新しい分子系統樹作成法を開発した。
さらに、塩基配列から遺伝子機能を予測するには、遺伝子が複数の機能的ドメインに分かれていることを確認し、それらの機能的ドメインをどのように同定するかを研究した。特に、セリンプロテアーゼ系の遺伝子に注目し、その機能的ドメインの進化的変遷を解明することにより、機能的ドメインを同定する方法を開発した。
実験的には、主要組織適合性抗原の遺伝子領域に的を絞って、人類集団のHLAクラスIIの対立遺伝子を塩基配列から同定したり、ウズラのMHCクラスI遺伝子の同定を試みたりすることによって、塩基配列から遺伝子機能を予測するためのパイロット研究を行った。

研究成果

• [文献書誌] Kitakami,H.: "YAMATO AND ASUKA:DNA Database Management System." Proceedings of the 28th Annual Hawaii Int'l Conf.on System Sciences.5. 72-80 (1995)
• [文献書誌] Ren,F: "Molecular Evolutionary Phylogenetic Trees Based on Minimum Description Length Principle." Proceedings of the 28th Annual Hawaii Int'l Conf.on System Sciences.5. 165-173 (1995)
• [文献書誌] Ren,F: "Construction of Molecular Evolutionary Phylogenetic Trees from DNA Sequences Based on Minimum Complexity Principle." Computer methods and programs in Biomedicine,Elsevier. 46. 121-130 (1995)
• [文献書誌] Ikeo,K.: "Different Evolutionary Histories of Kringle and Protease Domains in Serine Proteases-A Typical Example of Domain Evolution." Journal of Mol.Evol.40. 331-336 (1995)
• [文献書誌] Shiina,T.: "Isolation and characterization of cDNA clones for Japanese quail(Coturnixjaponica)major histocompatibility complex(MhcCoja)class I molecules." Immunogenetics. 42. 212-216 (1995)
• [文献書誌] Geng,L.: "Determination of HLA class II alleles by genotyping in a Manchu population in the northern part of China and its relationship with Han and Japanese populations." Tissue Antigens. 46. 111-116 (1995)
• [文献書誌] Gojobori,T.: "Molecular Biology and Biotechnology.:A Comprehensive Desk Reference.(Ed.R.A.Meyers)" VCH Publishers,Inc., 1034 (1995)
• [文献書誌] Gojobori,T.: "Tracing Biological Evolution in Protein and Gene Structures.(Eds.M.Go and P.Schimmel)" Elsevier Science B.V., 314 (1995)