支えあう生物多様性のポストゲノム科学

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12304046
• 研究機関: 総合研究大学院大学
• 研究代表者: 高畑 尚之 総合研究大学院大学, 副学長 (30124217)
• 研究分担者: KLEIN Jan マックスプランク生物学研究所, 免疫遺伝部(国内機関), 部長 ; 颯田 葉子 総合研究大学院大学, 先導科学研究科, 助教授 (20222010)
• キーワード: 不完全ゲノム説 / 分子人類史 / ノイラミン酸水酸化酵素遺伝子 / 尿酸酸化酵素遺伝子 / 反復配列 / 多地域進行説 / 単一起源説 / 分子集団遺伝学

研究概要

本年度は多くの成果があった。最大の成果は、海外共同研究者であるヤン・クライン教授と執筆してきた「我々はどこからきたのか?-ヒトの由来の分子的証拠-」を、ドイツのスプリンガーから出版することができたことである。主題は人類史の分子情報に基づく復元であるが、人類の未来についても考えを述べた。内容の高さと巾の広さは類例がないものと自負している。また、代表者が提唱している「不完全ゲノム仮説」と関連して、生物の同胞性と共存原理を訴えた(岩波「科学」)。ゲノムレベルの共存関係は、人間の生物としての歴史的な側面を明らかにするだけでなく、人間という存在を深く考えさせる真理を含んでいることを主張した。
こうした活動に加えて、(1)、現代人の起源に関する分子集団遺伝学的研究、(2)類人猿プリン代謝系に関係する尿酸酸化酵素(UOX)遺伝子の分子進化、および(3)ヒト特異的な偽遺伝子(ノイラミン酸水酸化遺伝子)の生成時期の特定と分子機構の解明に関する基礎研究を行い、それぞれの成果を国際誌に発表した。(1)では、多地域進化説を分子情報に基づき検討し、対立仮説である現代人の単一起源説を支持した。(2)では、哺乳類のUOX遺伝子が停止コドンになり易いアルギニンのコドンを多用しており、この変化が類人猿で繰り返し起きた事実やUOXの偽遺伝子化と寿命との関係を議論した。(3)では、ヒトのゲノムの10%にも達する反復配列が、ヒトゲノムの特徴に重要な役割を果たした可能性を示した。
このほか、発現レベルの種間(とくに、ヒトと他の霊長類や哺乳類間)の違いを研究するため、サブトラクションを用いた予備的実験を行ってきた。また、生物システムを研究する目的で、プリン代謝系に関係する遺伝子群の有無をさまざまな生物のゲノムデータベースで探索している。これは、個々の遺伝子ではなく、生物らしさの基盤となるシステムの歴史的変容を探るためである。

研究成果

• [文献書誌] Shioiri C, Takahata N: "Skew of mononucleotide frequencies, relative abundance of dinucleotides, and DNA strand asymmetry"Journal Molecular and Evolution. 53. 364-376 (2001)
• [文献書誌] Hayakawa T, Satta Y, Gagneux P, Varki A, Takahata N: "Alu-mediated inactivation of the human CMP-N- acetylneuraminic acid hydroxylase gene"Proc Natl Acad Sci USA. 25. 11399-11404 (2001)
• [文献書誌] Iwase M, Satta Y, Takahata N: "Sex-chromosomal differentiation and amelogenin genes in mammals"Molecular Biology and Evolution. 18. 1601-1603 (2001)
• [文献書誌] Imai HT, Satta Y, Takahata N: "Integrative study on chromosome evolution of mammals, ants and wasps based on the minimum interaction theory"Journal of Theoretical Biology. 210. 475-493 (2001)
• [文献書誌] Takahata N, Lee SH, Satta Y: "Testing multiregionality of modern human origins"Molecular Biology and Evolution. 18. 172-183 (2001)
• [文献書誌] Satta Y: "Comparison of DNA and protein polymorphisms between humans and chimpanzees"Genes and Genetic Systems. 76. 159-168 (2001)
• [文献書誌] Takahata N: "HLA polymorphism and human evolution"Genes, Fossils, and Behaviour : An Intergrated Approach to Human Evolution(P.Donnelly and R. A Foley eds.. 310. 99-110 (2001)
• [文献書誌] Takahata N: "Molecular phylogeny and demographic history of humans"Humanity from African Naissance to Coming Millennia-Colloquia in Human Biology and Palaeoanthropology(P. V. Tobias et al. eds. ). 299-305 (2001)
• [文献書誌] Takahata N: "Molecular evolution : neutral theory"Encyclopedia of Life Sciences (http://www.els.net/elsonline/html.A0001800.html).
• [文献書誌] 高畑 尚之: "ゲノムレベルにみられる人間の同胞性と共存原理"科学. 73・3. 330-335 (2002)
• [文献書誌] Klein J, Takahata N: "Where do we come from? -The Molecular Evidence for Human Descent-"Springer Verlag. 462 (2002)