遺伝情報のシステム化と解析ソフトウェアの開発

1989 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 62840020
• 研究機関: 国立遺伝学研究所
• 研究代表者: 舘野 義男 国立遺伝学研究所, 遺伝実験生物保存センター, 助手 (00202424)
• 研究分担者: 松尾 和洋 富士通(株), 国際情報社会科学研究所・生物情報学室・第二研究部, 部長代理 ; 久原 哲 九州大学, 大学院農学研究科・遺伝資源工学専攻遺伝子制御学, 助教授 (00153320) ; 森山 悦子 国立遺伝学研究所, 進化遺伝研究部門, 助手 (20210198) ; 宮沢 三造 国立遺伝学研究所, 遺伝情報研究センター, 助教授 (60190774) ; 五條堀 孝 国立遺伝学研究所, 進化遺伝研究部門, 助教授 (50162136)
• キーワード: 遺伝情報 / コンピュ-タソフトウェア / 分子進化 / ウィルス / 分子系統樹 / DNA / 塩基配列多重並列

研究概要

本研究では、遺伝情報を解析するコンピュ-タソフトウェアの収集、改良を経てそのパッケ-ジ化を計ると共に、その応用研究と新しいソフトウェアの研究開発を行なった。研究成果は以下の4項目に分けることができる。(1)パッケ-ジIDENによるウイルスの分子進化学的研究 パッケ-ジの中にある遺伝距離計算プログラムと分子系統樹推定プログラムを利用して、AIDSウイルスの起源と進化を探った。その結果、以下のような推論が導かれた。つまり、その起源は200年程前或はそれ以前で、25ー30年前中央アフリカからハイチへ、そして15年ほど前にアメリカやフランスなどへ広がっていった。また同様に、T細胞白血病ウイルス遺伝子や肝炎ウイルス遺伝子の解析を行ない新たな知見を得た。(2)塩基配列を直接利用する分子系統樹推定法の開発 塩基配列相同性と節約原理に基づいて、塩基配列から直接系統樹を推定する方法を開発した。この方法をシミュレ-ション実験で評価した結果、塩基置換率が一定で大きくなければ、良い成績を挙げることが示された。(3)パッケ-ジGENASによる塩基配列の解析 このパッケ-ジを新たに決定された日本脳炎ウイルスの塩基配列に適用して遺伝子の構造解析を行ない、3つの構造遺伝子といくつかの非構造遺伝子を同定した。この他鶏や酵母の塩基配列の解析にも応用して種々の結果を得た。(4)塩基配列の多重並列法の開発 動的計画法を利用して,多数の塩基配列を同時に並列する方法を開発した。この方法によると、最大、長さ4000塩基の配列が50本同時に多重並置することができる。また、この方法はス-パ-コンピュ-タからワ-クステ-ションまでの広い範囲で利用できる。

研究成果

• [文献書誌] 住吉日出夫: "Complete Nucleotide Sequence of Japanese Encephalitis Virus Genome RNA" Virology. 161. 497-510 (1987)
• [文献書誌] 児玉広志: "Nucleotide sequences and unusual electrophoretic behavior of W chromosomeーspecific repeating DNA units of domestic fowl Gallus gallus domesticus" Chromosoma(Berl). 96. 18-25 (1987)
• [文献書誌] 林田晋作: "Molecular Cloning of Glucoamylase I Gene of Aspergillus awamori var,Kawachi for Loculization of Rawーstarchーaffinity Site" Agre.Biol.Chem. 53. 923-929 (1989)
• [文献書誌] 藤田篤: "SFL1,a yeast gene encoding a protein which has two domains homologous to Myc oncoproteins and the yeast heat shock transcription factor" Gene. in press.
• [文献書誌] Koji Tajima: "Multiple DNA and protein sequence alignment on a workstation and a supercomputer" Computer Applications in the Biosciences. 4. 467-471 (1988)
• [文献書誌] 田嶋耕治: "AIDSウイルス遺伝子変異のコンピュ-タ解析" 日本臨版 別冊. 47. 175-182 (1989)
• [文献書誌] Tateno,Y.: "A method for molecular phylogeny estimation by direct use of nucleotide sequence data" J.Molecular Evolution. 30. 85-93 (1990)
• [文献書誌] Fukami,K.: "Robustness of maximum likelihood tree estimation against different patterns of base substitutions" J.Molecular Evolution(in press).
• [文献書誌] Fukami,K.: "On the maximum likelihood method for estimating molecular trees:Uniqueness of the likelihood point" J.Molecular Evolution. 28. 460-464 (1989)
• [文献書誌] Koji Tajima: "Multiple Alignment Algorithms with Linear Gap Weighting for Nucleic Acid and Protein Sequences" International Institute for Advanced Study of Social Information Science,FUJITSU LIMITED, 30 (1989)
• [文献書誌] Tateno,Y.: "Population Biology of Genes and Molecules,N.Takahata and J.F.Crow eds.pp287ー305" 培風館, 370 (1990)