| 研究課題/領域番号 |
11837010
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
菊地 誠 大阪大学, 大学院・理学研究科, 教授 (50195210)
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| 研究分担者 |
茶碗谷 毅 大阪大学, 大学院・理学研究科, 講師 (80294148)
時田 恵一郎 大阪大学, 大学院・理学研究科, 助手 (00263195)
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| キーワード | 生体系 / 蛋白質 / 進化 / 力学系 / 計算機シミュレーション / レプリケーター方程式 / フォールディング |
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| 研究概要 |
1.生態系の進化
(1)進化のプロセスには自然選択と種の多様性の維持という相反する要素が欠かせない。ところが、進化の舞台となる生態系の時間発展を力学系とみなしてその性質を調べてみると、多様性が維持される条件は意外に厳しく、単純な生態系モデルを用いた数値実験によれば、種間の相互作用が完全に無相関の場合、最終的に共存できるのは一般的に高々数種程度となることが観察される。そこで本年度は、適当な相関を持った種間相互作用を導入して数値実験を行なうことにより、種間相互作用の持つ相関が多様性の維持にどのように影響するかを調べ、新たな結果を得た。
(2)生態系外部からの侵入と中立的突然変異の効果をとりいれた大規模レプリケーター方程式の数値計算を行ない、それらの効果によって引き起こされる大絶滅と生態系の進化のメカニズムを調べた。
2.タンパク質の進化
折り畳みの過程で非天然的な中間状態をとる一連のタンパクに着目し、格子モデルを使った研究を行なった。一見不合理に見える非天然的な中間状態も、進化の過程で生み出されたタンパクのものである以上、なんらかの役割があると考えられる。自由エネルギー景観を数値的に調べることにより、ある種の天然構造については、いったん非天然的な中間状態を作るほうが、その構造に特異的な構造エントロピーの効果を避けられ、折り畳み過程で誤りが起きにくいという可能性を指摘した。それをもとに、むしろ中間状態を積極的に構成するようにタンパクが進化してきたというシナリオを提案した。
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