支えあう生物多様性のポストゲノム科学

2002 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: 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: 不完全ゲノム仮説 / 分子人類史 / ノイラミン酸水酸化酵素遺伝子 / プリン代謝系 / 集団構造 / キサンチン酸化還元酵素遺伝子 / 雄性決定遺伝子 / 組み換え

研究概要

本年度は以下の4課題について有意義な結果を得た。結果の多くはすでに国際誌に掲載済または掲載の予定である。
1)現代人の起源に関する分子集団遺伝学的研究:データ解析と理論的考察から、今日の人類集団に保有される遺伝的変異とその地理的分布の説明には従来の現代人の起源に関するモデルはいずれも不十分であり、アフリカ集団内の分集団構造が必須であるとの知見をえた。これは現代人の単一起源説を支持する上で、重要なポイントになると予想している。
2)プリン代謝系における分子共進化:類人猿で独立に起きた尿酸酸化酵素(Uox)の二度の偽遺伝子化と、Uoxの基質(尿酸)を産生するキサンチン酸化還元酵素(Xor)との関係を調べた。Uoxの偽遺伝子化に先立ち、Xorの転写の抑制が起きたことを明らかにし、代謝系の進化で個々の要素間の協調的変化を示す遺伝子共進化の実例を示した。
3)性染色体の進化:哺乳類の性染色体の進化には、雄性決定遺伝子が相同染色体間の部分的な組み換えを抑制し、XとY染色体の段階的な分化に重要な役割を担ってきたことを示した。また、段階的分化の境界をDNAレベルで明らかにした。
4)ヒトに特異的な偽遺伝子(ノイラミン酸水酸化酵素遺伝子、CMAH)の生物学的意義:CMAHの偽遺伝子化とヒトの進化の関係を研究するために、ヒト集団中のCMAHの多型とその地理的分布を調べた結果、多型性の起源が300万年前まで遡ることを示した。現在この多型性からヒトの拡散過程を推定を試みている。
このほか、霊長類系統の分岐年代及び祖先集団の個体数の推定、植物の自家不和合性遺伝子の分子進化学的解析なども行なった。また、代表者が提唱している「不完全ゲノム仮説」ど関連して、生物の同胞性・関係性について日本進化学会の公開講演会、国際高等研究所研究会等で講演した。あらゆる生物は歴史的に拘束された存在であり人間もその拘束から逃れられないこと、その拘束を認識した上での生命観・価値観の構築が重要であることを主張した。

研究成果

• [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. 72(3). 330-335 (2002)
• [文献書誌] 高畑 尚之: "ゲノム情報で変わる遺伝学-「システム遺伝学」-"遺伝 別冊. 15. 4-9 (2002)
• [文献書誌] O hUigin, C., Satta, Y., Takahata, N., Klein, J.: "Contribution of homoplasy and of ancestral polymorphism to the evolution of genes in Anthropoid primates"Mol. Biol. Evol.. 19(9). 1501-1513 (2002)
• [文献書誌] Oda, M., Satta, Y., Takenaka, O., Takahata, N.: "Loss of urate oxidase activity in hominoids and its evolutionary implications"Mol. Biol. Evol.. 19(5). 640-653 (2002)
• [文献書誌] Chou, H-H., Diaz, S., Satta, Y., Takahata, N., Varki, A.: "Inactivation of CMP-N-acetylneuraminic acid hydroxylase occurred prior to brain expansion during human evolutionary implications"Proc. Natl. Acad. Sci. (USA). 99(18). 11736-11741 (2002)
• [文献書誌] Satta, Y., Takakata, N.: "Out of Africa with regional interbreeding? Modern human origins"BioEssays. 24. 871-875 (2002)
• [文献書誌] Imai, H., Satta, Y., Takahata, N: "Estimation of the highest chromosome number of eukaryotes based on the minimum interaction theory"J. Theor. Biol.. 217. 61-74 (2002)
• [文献書誌] Sato, K., Nishio, T., Kimura, R., Kusaba, M., Satta, Y.: "Coevolution of the S-Locus genes SRK, SLG and SP11/SCR in Brassica oleracea and B.rapa"Genetics. 162. 931-940 (2002)
• [文献書誌] Go, Y., Satta, Y., Kawamoto, Y., Hirai, H.: "Mhc-DRB genes evolution in lemurs"Immunogenetics. 54. 403-417 (2002)
• [文献書誌] Shiba, H., Iwano, M., Entani, T., Satta, Y., Takayama, S.: "The dominance of alleles controlling self-incompatibility in Brassica Pollen is regulated at the RNA level"The Plant Cell. 14. 491-504 (2002)
• [文献書誌] 颯田 葉子: "ヒトの分子進化-遺伝子の獲得なのか、欠損なのか?"科学と生物. 40(3). 182-184 (2002)
• [文献書誌] 颯田 葉子: "遺伝子機能欠損と霊長類およびヒトの進化"遺伝 別冊. 15. 130-136 (2002)
• [文献書誌] Iwase, M., Satta, Y., Takahata, N.: "Estimation of the highest chromosome number of eukaryotes based on the minimum interaction theory"Pro. Natl. Acad. Sci. USA. (印刷中). (2003)
• [文献書誌] Klein J, Takahat N.: "Where do we come from? The Moleculer Evidence for Human Descent"Springer Verlag. 462 (2002)
• [文献書誌] Takahata, N., Satta, Y.: "Mordern Developments in Theoretical Population Genetics"Oxford University Press. 52-71 (2002)
• [文献書誌] Takahata, N.: "Encyclopedia of Life Sciences (Integrating molecular biology organismic biology and evolution)"Macmillan Reference Ltd(印刷中). (2002)