遺伝情報の解析

1988 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 63618003
• 研究機関: 統計数理研究所
• 研究代表者: 長谷川 政美 統計数理研究所, 予測制御研究系, 教授 (60011657)
• 研究分担者: 次田 昭 東京理科大学, 総合研究所, 教授 (00028284) ; 安永 照雄 理化学研究所, 電算機室, 研究員 ; 舘野 義男 国立遺伝学研究所, 遺伝資源, 助手 (00202424) ; 五條堀 孝 国立遺伝学研究所, 集団遺伝系, 助教授 (50162136) ; 宮田 隆 九州大学, 理学部, 助教授 (20022692)
• キーワード: DNA / 塩基配列 / たんぱく質 / アミノ酸配列 / 系統樹 / 最尤法 / AIC / 分子進化

研究概要

相同な遺伝子の進化的系統関係を明らかにするため、最尤法あるいはそれの一般化であるAICによる解析法を開発した。この方法で特に重要なことは、得られた系統樹がほかの系統樹にくらべてどの程度有意なものであるかを示す指標が得られることである。さらに、これまで適用範囲が塩基配列データに限られていたのをアミノ酸配列データにも適用できるようにすると共に、進化速度の不均一性を考慮した解析法を開発した。最尤法の抱える問題の1つに計算時間が非常にかかるということがある。そのためにこれの補助的な方法として、もっと簡便な節約配列法を開発し、シミュレーション実験により方法の有効性を評価した(長谷川、舘野)。
シグナル伝達系のレセプターとGたんぱく質の分子系統樹を解析した。ロドプシンでは、哺乳類、魚類、昆虫、軟体動物のそれぞれの系統で独立に色覚を進化させた可能性が高いことが明らかになった。EBウィルスの糖たんぱくとリンクプロテインが免疫グロブリン様配列をもつことを見出した。またDNA複製エラーが分子進化に寄与する突然変異の主要因であるとの仮定のもとで、オスとメスの生殖細胞の分裂回数に差があると、突然変異率が染色体間で異なることを示した。同義座位での進化速度はこの考え方に一致するものであった(宮田、林田、安永)。
世界各地の患者から単離されたヒトエイズウイルス(HIV)とアカゲザル、アフリカミドリザルなどのサルエイズウィルス(SIV)の塩基配列データから分子系統樹を推定し、これらのウィルスの進化的系統関係を推定した(五條堀、安永)。
たんぱく質データベースJIPIDに配列の変化(人工変異、天然変異、近縁種間の変化)を入力する方法を考察し、それに伴うたんぱく質の生物活性の変化を入力するデータファイルを作成した(次田)。

研究成果

• [文献書誌] Hasegawa,M.: Evolution. 43(3). (1989)
• [文献書誌] Hasegawa,M.: Journal of Human Evolution. (1989)
• [文献書誌] Kishino,H.: Journal of Molecular Evolution. (1989)
• [文献書誌] Hayashida,H.: Proceedings of Japan Academy. 64B. 113-118 (1988)
• [文献書誌] Kuma,K.: Japanese Journal of Genetics. 63. 367-371 (1988)
• [文献書誌] Kurita,A.: European Journal of Biochemistry. 171. 471-478 (1988)
• [文献書誌] Sekiguchi,T.: EMBO Journal. 7. 1683-1687 (1988)
• [文献書誌] Miyamoto,M.: Cell. 54. 903-913 (1988)
• [文献書誌] Watanabe,Y.: Journal of Molecular Biology. (1989)
• [文献書誌] Sakaguchi,T.: Virology. (1989)
• [文献書誌] Toyoda,T.: Virology. (1989)
• [文献書誌] Yokoyama,S.: Molecular Biology and Evolution. 5. 237-251 (1988)
• [文献書誌] Hayasaka,K.: Molecular Biology and Evolution. 5. 270-281 (1988)
• [文献書誌] Aota,S.: Nucleic Acids Research. 16. r315-r402 (1988)
• [文献書誌] Harihara,S.: American Journal of Human Genetics. 43. 134-143 (1988)
• [文献書誌] Hayasaka,K.: Molecular Biology and Evolution. 5. 270-281 (1988)
• [文献書誌] Moriyama,E.N.: Journal of Molecular Evolution. (1989)
• [文献書誌] Fukami,K.: Journal of Molecular Evolution. (1989)
• [文献書誌] Tsugita,A.: Journal of Protein Chemistry. 7. 316-316 (1988)
• [文献書誌] Tsugita,A.: CODATA Bull.63. 39-39 (1988)
• [文献書誌] Hasegawa,M.: "Phylogenetic inference from DNA sequence data Proceedings of the 2nd Pacific Area Statistical Conference." 1-13 (1988)
• [文献書誌] Kishino,H.: "In:(R.Doolittle ed.)Methods in Enzymology:Computer Analysis of Protein and Nucleic Acid Sequences Converting distance to time." Academic Press, (1989)
• [文献書誌] Miyata,T.: "Male-driven molecular evolution:a model and nucleotide sequence analysis.In:Cold Spring Harbor Symoposium on Quantitative Biology.Vol.LII" Cold Spring Harbor Laboratory, 863-867 (1988)
• [文献書誌] Abdulaev,N.G.: "Octopus rhodopsin.Amino acid sequence and membrane topology Molecular Physiology of Retinal Proteins.Proceedings of Yamada Conference 21" Yamada Science Foundation, 1-7 (1988)
• [文献書誌] Yamomoto,T.: "Discontinuous evolution of bacterial pathogens:evidence for species-spevies transfer in evolution of pathogenic determinants of Escherichia-coli and Vibrio cholerae 01.In:Advances" KTK Scientific Publishers, 195-212 (1988)
• [文献書誌] Tateno,Y.: Is molecular evolution parsimonius?Theoretical approach to the problem.Population Biolygy of Genes and Molecules.Proceedings of the 4th International Symposium in Conjunction with Awarding of the International Prize for Biology, Is molecular evolution parsimonius?Theoretical approach to the problem.Population Biolygy of Genes and Molecules.Proceedings of the 4th International Symposium in Conjunction with Awarding of the International Prize for Biology,
• [文献書誌] Mewes,H.W.: "Efforts of an emerging Japanes data base.Comput.Mol.Biol.Sources and Methods for Sequence Analysis" Oxford University Press, 38-40 (1988)