発生分化システムの多様化と進化の研究

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12202005
• 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・DDBJ研究センター, 教授 (50162136)
• 研究分担者: 岡田 典弘 東京工業大学, 大学院・生命理工学研究科, 教授 (60132982)
• キーワード: EST / マイクロアレイ / 比較ゲノム / 発現プロファイル / 脳・神経

研究概要

多様な生物種におけるゲノム情報と遺伝子発現情報を組み合わせて比較解析をすることにより、多細胞生物の発生分化システムの多様化機構および進化機構を解明することを目的として、具体的には、「脳神経系の発生進化機構」「種分化の分子機構」という2つの具体的な問題に集中して研究を行った。これらの研究目的を達成するために、ゲノムや関係する遺伝子群の比較解析が可能であり、それぞれの具体的問題に適した生物種を選定した。
(I)プラナリアESTプロジェクト
遺伝子プロファイルの作成、特に、眼および可能な神経器官に集中しておこなう。プラナリアマイクロアレイの利用による、遺伝子レベルからのプラナリア脳の構造化の研究を進める。また、脳特異的配列に関しては、in situ等により発現パターンの特異性を確認するとともに、発現領域のデータを揃えていく。10000の冗長性のない遺伝子セットの取得をおこなった。
(ii)各種生物種における器官毎の遺伝子発現データの収集とデータベース化をすすめるとともに、ノンパラメトリックなデータの統計解析方法をマイクロアレイデータの解析に導入した。具体的にはTFIDFやアダブーストなどの手法を検討した。
(iii)遺伝子発現プロファイルの定量的な比較方法の開発と表現方法の検討。
できるだけ多くの遺伝子を同時に、種間での比較の方法と結果を三次元イメージデータを含めた形で視覚的に表現するシステムの開発を継続しておこなった。
「種分化の分子機構」に関してはシクリッドを材料として研究を進めた。
発生の過程で鍵となる細胞中での遺伝子の発現を調べるために
(I)ESTのカタログ作りを継続しておこなうと共に、発生のプロセスに応じた遺伝子発現プロファイルデータの充実に努めた。
(ii)また、DNAマイクロアレイを作成し、発生の過程でどのような遺伝子が発現しているのか検討することを目的とした研究を進めた。この技術を用いて、形態の異なるシクリッド間の遺伝子発現比較を進めている。

研究成果

• [文献書誌] Ikeo, K.: "CIBEX : Center for Information Biology Gene Expression Database."C.R.Biol.. 326. 1079-1082 (2003)
• [文献書誌] Ohshima, K.: "Whole-genome screening indicates a possible burst of formation of processed pseudogenes and Alu repeats by particular L1 subfamilies in ancestral primates."Genome Biol.. 4. R74 (2003)
• [文献書誌] Yajima, I.: "Cloning and functional analysis of ascidian Mitf in vivo : insights into the origin of vertebrate pigment cells."Mech Dev.. 120. 1489-1504 (2003)
• [文献書誌] Ando, A.: "Genetic polymorphism of the swine major histocompatibility complex (SLA) class I genes, SLA-1, -2 and -3."Immunogenetics. 55. 583-593 (2003)
• [文献書誌] Ishibashi, T.: "Microarray analysis of embryonic reinoic acid target genes in the ascidian Ciona intestinalis."Dev.Growth Differ.. 249-259 (2003)
• [文献書誌] Niimura, Y.: "Comparative Analysis of the Base Biases at the Gene Terminal Portions in Seven Eukaryote Genomes."Nucleic Acids Research. 31. 5195-5201 (2003)
• [文献書誌] Komiyama, T.: "Where is the origin of the Japanese gamecock?"GENE. 317. 195-202 (2003)
• [文献書誌] Anzai, T.: "Comparative sequencing of human and chimpanzee MHC class I regions unveils insertions/deletions as the major path to genomic divergence."Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 100. 7708-7713 (2003)
• [文献書誌] Ota, K.: "Highly differentiated and conserved sex chromosome in fish species (Aulopus japonicus : Teleostei, Aulopidae)."GENE. 317. 187-193 (2003)
• [文献書誌] Hotta, K.: "A genome-wide survey of the genes for planar polarity signaling or convergent extension-related genes in Ciona intestinalis and phylogenetic comparisons of evolutionary conserved signaling Components."GENE. 317. 165-185 (2003)
• [文献書誌] Nakamura, Y.: "The genome stability in Corynebacterium species due to lack of the recombinational repair system."GENE. 317. 149-155 (2003)
• [文献書誌] Mineta, K.: "Origin and evolutionary process of CNS elucidated by comparative genomics analysis of planarian ESTs."Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A. 100. 7666-7671 (2003)
• [文献書誌] Nishio, Y.: "Comparative complete genome sequence analysis of the amino acid replacements responsible for the thermostability of Corynebacterium efficiens."Genome Research. 13. 1572-1579 (2003)
• [文献書誌] 伊藤剛: "大規模解析に完全長cDNAを活用する"「蛋白質核酸酵素」シリーズ・あなたにも役立つバイオインフォマティクス II(共立出版). 11月号. (2003)
• [文献書誌] 五條堀孝: "比較ゲノム学と機能ゲノム学への招待-統合生命科学へのプレリュード"実験医学(羊土社). 8月号. (2003)
• [文献書誌] 五條堀孝: "私が考える未来:情報から"「科学」ヒトゲノム解読完了、その先は?(岩波書店). Vol.73. (2003)
• [文献書誌] 池尾一穂: "生命情報学キーノート"シュプリンガーフェアラーク東京. 282 (2003)
• [文献書誌] 五條堀孝 編: "生命情報学"シュプリンガーフェアラーク東京. 238 (2003)
• [文献書誌] 新村芳人: "理論生物学:バイオインフォマティクス「ニューバイオフィジックス II-10、生物物理学とはなにか」"共立出版. 15 (2003)
• [文献書誌] 五條堀孝 編: "ゲノムからみた生物の多様性と進化"シュプリンガーフェアラーク東京. 222 (2003)