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この科学研究費の交付期間内に、ショウジョウバエの複製依存型ヒストン遺伝子クラスター領域のゲノム進化のメカニズム、特に協調進化のメカニズムをDNAレベルで明らかにするのがこの研究の目的である。キイロショウジョウバエと遠く離れたショウジョウバエ種の中にはゲノムの塩基組成がかなり異なる種がみられ、これらの種からの遺伝子を解析することで塩基組成やコドン使用の進化に働いている要因について重要な情報が得られると考えられる。そこで今年度はD.americanaのヒストン遺伝子繰り返しユニット領域を解析し、次のような成果が得られた。
D.americanaから複製依存型ヒストン遺伝子繰り返しユニットをPCR法で増幅し、クローニングして、全領域のDNA塩基配列を決定した。これらのクローンの解析により、D.americanaには繰り返しユニット内のヒストン遺伝子の構成が通常タイプのものと異なるタイプ(5つのヒストン遺伝子が単位ではなく4つのヒストン遺伝子が単位になっているもの)の両方が存在することが明らかになった。ヒストン遺伝子の構成が通常と異なる繰り返しユニットは通常タイプと較べて協調進化ではなく独立な進化をしていることもわかった。D.americanaのヒストン遺伝子のコドン3番目のGC含量はH3遺伝子と同様に他種と較べて低くなっていることがわかり、H3遺伝子でみられたGC含量の傾向は繰り返しユニット全体に当てはまることがわかった。D.americanaとD.melanogasterでは遺伝子の塩基組成がかなり異なるが、突然変異の効果が大きいと考えられる3領域や遺伝子間スペーサー領域の塩基組成を較べてみてもあまり差がみられず、種間の違いは突然変異のパターンが変化したためではないと考えられる。特に自然選択の役割が大きいと考えられる。次年度以降もGC含量の異なる遠縁の他種についてさらに解析を進める計画で、ヒストン遺伝子繰り返しユニット領域の協調進化のメカニズムをDNAレベルで解明することができると思われる。
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