1998 年度実績報告書

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)
キーワード	カイメン / 円口類 / 遺伝子族 / 遺伝子重複 / 分子系統樹 / シグナル伝達系 / 形態形成遺伝子 / 生物多様性
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。本年度は、シグナル伝達系に関与する遺伝子族の中、G-タンパク質族、ホスホジエステラーゼ族、チロシンキナーゼ(PTK)族、チロシンフォスファターゼ(PTP)族、ホスホリパーゼC族、プロテインキナーゼC族、及び形態形成遺伝子族であるPax族の多様化パターンの解析が完了し、成果を5つの論文に発表した。これらの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。このことから、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した。本年度はさらに、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が起きた時期をより厳密に推定するために、メクラウナギとヤツメウナギ(円口類)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、おそらくゲノムDNAの重複によって、急速に多様化したことを明らかにした。

研究成果
(7件)

すべてその他

すべて文献書誌 (7件)

[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)
[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)
[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)
[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)
[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)
[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)
[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)

1998 年度 実績報告書

真核生物遺伝子の多様化と生物進化の関連

研究代表者

宮田 隆 京都大学, 大学院・理学研究科, 教授 (20022692)

研究成果

[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)

[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)

[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)

[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)

[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)

[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)

[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)

1998 年度実績報告書

宮田隆京都大学, 大学院・理学研究科, 教授 (20022692)

[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)