平成ｸｵ（1989）年度　共同研究実施報告書

課題番号	ｸｵ−共研−69			専門分類		7
研究課題名	遺伝子構造データ解析のための統計的方法の開発
フリガナ 代表者氏名	ハセガワ　マサミ 長谷川　政美			ローマ字
所属機関	統計数理研究所
所属部局	予測制御研究系
職　　名	教授
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配分経費	研究費	0千円	旅　費		0千円		研究参加者数	4　人

研究目的と成果（経過）の概要

最近の遺伝子工学と新しいＤＮＡ塩基配列決定法の発明に伴ない，各種遺伝子構造データが急速な勢いで蓄積されつつある。そのようなデータから生物進化に関する新しい知見を得るための方法の開発が本研究の目的である。進化における遺伝子構造の変化は確率的な現象であるので，統計モデルにもとずいて解析することが必要である，しかし従来の方法にはこの点に関する十分な認識がなかった。本研究では従来の方法の欠陥を正し，この分野において統計的方法の有用性を確立することを目指す。


蛋白質のアミノ酸配列データから最尤法により分子系統樹を推定するための方法を開発した。特定のトポロジーの系統樹がブートストラップ抽出により尤度最大になる頻度，つまりブートストラップ確率を，ブートストラップ標本ごとに，最尤法を行なうことなく簡便に推定する方法を開発した。これらの方法を種々の蛋白質データに適用し，葉緑体の起原ならびに古細菌の系統的位置について新たな知見を得た。
またＤＮＡ塩基配列データから分岐年代を推定する方法を改良し，霊長類のＤＮＡのデータに適用した。その結果，ヒトの系統的位置ならびにヒトの種内多型に関して新たな知見を得た。

当該研究に関する情報源（論文発表、学会発表、プレプリント、ホームページ等）

・Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｂｒａｎｃｈｉｎｇ ｄａｔｅｓ ａｍｏｎｇ ｐｒｉｍａｔｅｓ ｂｙ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｃｌｏｃｋｓ ｏｆ ｎｕｃｌｅａｒ ＤＮＡ ｗｈｉｃｈ ｓｌｏｗｅｄ ｄｏｗｎ ｉｎ Ｈｏｍｉｎｏｉｄｅａ．Ｍ．Ｈａｓｅｇａｗａ，Ｈ．Ｋｉｓｈｉｎｏ，Ｔ．Ｙａｎｏ，Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｈｕｍａｎ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ（１９８９）１８：４６１−４７６．
・Ｍａｘｉｍｕｍ ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ ｉｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｆ ｐｒｏｔｅｉｎ ｐｈｙｌｏｇｅｎｙ ａｎｄ ｔｈｅ ｏｒｉｇｉｎ ｏｆ ｃｈｌｏｒｏｐｌａｓｔｓ．Ｈ．Ｋｉｓｈｉｎｏ，Ｔ．Ｍｉｙａｔａ，Ｍ．Ｈａｓｅｇａｗａ，Ｊ．Ｍｏｌ．Ｅｖｏｌ．印刷中
・Ｃｌｏｓｅ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎａｒｙ ｒｅｌａｔｅｄｎｅｓｓ ｏｆ ａｒｃｈａｅｂａｃｔｅｒｉａ，Ｍｅｔｈａｎｏｃｏｃｃｕｓ ａｎｄ Ｈａｌｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ， ｔｏ ｅｕｋａｒｙｏｔｅｓ ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｄ ｂｙ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｐｈｙｌｏｇｅｎｅｔｉｃ ｔｒｅｅｓ ｏｆ ｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ ｆａｃｔｏｒｓ ＥＦ−Ｔｕ ａｎｄ ＥＦ−Ｇ：Ｅｏｃｙｔｅ ｔｒｅｅ ｉｓ ｕｎｌｉｋｅｌｙ．Ｍ．Ｈａｓｅｇａｗａ，Ｎ．Ｉｗａｂｅ，Ｙ．Ｍｕｋｏｈａｔａ，Ｔ．Ｍｉｙａｔａ．
Ｊａｐａｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｇｅｎｅｔｉｃｓ 印刷中
・Ｃｏｍｐａｒｔｍｅｎｔａｌｉｚｅｄ ｉｓｏｚｙｍｅ ｇｅｎｅｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｏｒｉｇｉｎ ｏｆ ｉｎｔｒｏｎｓ．Ｎ．Ｉｗａｂｅ Ｋ．Ｋｕｍａ，Ｈ．Ｋｉｓｈｉｎｏ，Ｍ．Ｈａｓｅｇａｗａ，Ｔ．Ｍｉｙａｔａ．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ印刷中

研究会を開催した場合は、テーマ・日時・場所・参加者数を記入してください。

遺伝子構造データから分子進化や生物の系統進化に関する知見を得るため，ＡＩＣを基礎にした方法の開発を行なう。この際，系統樹のトポロジーの推定と分岐年代の推定という２つの問題がある。この方法を単に，遺伝子構造データ（ＤＮＡ配列）だけでなく，遺伝子のコードしている蛋白質のデータにまで広げることにより，発がん遺伝子の進化や新しい機能をもった遺伝子の進化の機構を理解する手掛りが得られるであろう。
本研究は単に統計学の問題にとどまらず，生物学，医学などの広範囲の領域と深く関わるので，いろいろな分野の人の共同研究として組識されることが是非とも必要である。

研究参加者一覧
氏名	所属機関
岸野　洋久	東京大学
細谷　将彦	琉球大学
矢野　隆昭	昭和大学