平成6（1994）年度　共同研究Ａ実施報告書

課題番号	6−共研−60			専門分類		7
研究課題名	ミトコンドリアをもたない真核生物の系統的位置づけと真核生物の初期進化
フリガナ 代表者氏名	ナカムラ　ヨシヒロ 中村　嘉宏			ローマ字
所属機関	昭和大学
所属部局	組換えＤＮＡ実験室
職　　名	助手
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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	10　人

研究目的と成果（経過）の概要

ミトコンドリアをもたない真核生物の分子系統学的位置づけを行うことは、真核生物の歴史の初期過程を解明するうえで重要である。本研究では、進化の過程で保存的な蛋白質のアミノ酸配列データをもとに、ミトコンドリアをもたないものを含む各種真核生物間の系統関係を統計的な視点から詳細かつ慎重に検討し、真核生物の起源と初期進化の過程に関する新たな知見を得ることを目的とする。


ミトコンドリアをもたない真核生物の系統的位置を、保存的蛋白質のアミノ酸配列データに基づいて統計的に推定することを目的として、遺伝子解析、データ解析の両面から研究を行なった。
ミトコンドリアをもたない生物種およびミトコンドリアを有するが解析上その位置づけが重要となる生物種合計５種を対象に、ペプチド鎖伸長因子EF-1α、EF-2、イソロイシルtRNA合成酵素(ileRS)などの保存的蛋白質に関する遺伝子解析を実施した。これらから推定されるアミノ酸配列データをもとに、アミノ酸置換に関するさまざまな確率モデルに基づいて真核生物内部の系統関係を最尤法により詳細に検討した結果、以下のことが明らかとなった。
(１)Microsporidiaに属しミトコンドリアをもたないGlugea(アユ寄生虫)のEF-1αは、明らかに真核生物型の特徴を示しているが、通常の真核生物のものに比べると極めて特徴的である。EF-1αの解析結果は、Glugeaの分岐が同じくミトコンドリアをもたないGiardia(ランブル鞭毛虫)よりもさらに早いとの可能性の高いことを示唆している。
(2)Giardia、Entamoeba(赤痢アメーバ、ミトコンドリアなし)、Trypanosoma(ミトコンドリアあり)３者の関係について保存的蛋白質による解析結果を総合評価すると、(outgroup,(Giardia,(Entamoeba,(Trypanosoma,高等真核生物))))という関係が尤もらしいとの結論が得られる。
(3)保存的蛋白質のアミノ酸組成値は生物種間でほとんど偏りを示さないため、これらに基づく解析は、真核生物の初期進化過程に対して頑健な推定結果を与えるものと考えられる。

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）

Hashimoto, T., Nakamura, Y., Kamaishi, T., Adachi, J., Nakamura, F., Okamoto,K.Hasegawa, M., Phylogenetic place of kinetoplastid protozoa inferred from a protein phylogeny of elongation factor 1α, Molecular and Biochemical Parasitology, Vol.70, No.2-3, 1995,3

釜石隆，橋本哲男，中村嘉宏，岡田典弘，中村文規，岡本謙一，長谷川政美，原生生物の系統と進化I. 微胞子虫 Glugea plecoglossi の系統的位置:EF-1αに基づく解析,第17回日本分子生物学会年会，1995,12,14
長島光里，中村嘉宏，橋本哲男，釜石隆，北原さお美，中村文規，岡本謙一，長谷川政美，原生生物の系統と進化II. EF-2に基づく解析，第17回日本分子生物学会年会，1995,12,14
中村嘉宏，橋本哲男，中村文規，長谷川政美，岡本謙一，ペプチド鎖伸長因子EF-1αからみたBlastocystis hominisの系統的位置，第64回日本寄生虫学会大会，1995,4,6

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。

前年度までの本共同研究において、ミトコンドリアをもたない真核生物、Entamoeba histolyticaおよびGiardia lambliaのElongation factorsに関する遺伝子解析、分子系統学的解析を行った。本年度は、まず、これらの生物種に関する他の蛋白質、ATPases、DNA dependent RNA polymerases、などの遺伝子の単離、配列決定を行う。次に、同じくミトコンドリアをもたない真核生物、Glugea plecoglossiおよびTrichomonas tenax、さらにミトコンドリアを有するが解析上その位置づけが重要となる真核生物、Trypanosoma cruzi、の３生物種についてElongation factorsの遺伝子の単離、配列決定を行う。
こうして得られるデータを既存のデータに逐次追加し、アミノ酸置換に関するさまざまな確率モデルに基づいて真核生物界の系統関係を最尤推定する。さらに、最終的に多くの保存的蛋白質での解析結果を総合評価する。データの収集、整理、加工、および、分子系統樹の最尤推定に関わる数値計算を円滑に行うために、統計数理研究所との共同研究を必要とする。

研究参加者一覧
氏名	所属機関
安倍　正史	昭和大学
岡本　謙一	昭和大学
釜石　隆	統計数理研究所
後藤　延一	昭和大学
白倉　哲郎	祇園歯科クリニック
中村　文規	昭和大学
橋本　哲男	統計数理研究所
長谷川　政美	統計数理研究所
矢野　隆昭	昭和大学