平成7（1995）年度　共同研究Ａ実施報告書

課題番号	7−共研−73			専門分類		7
研究課題名	蛋白質の進化過程におけるアミノ酸置換確率の推定
フリガナ 代表者氏名	ハシモト　テツオ 橋本　哲男			ローマ字
所属機関	統計数理研究所
所属部局	調査実験解析研究系
職　　名	助教授
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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

アミノ酸相互の置換確率（遷移確率）を推定することは、蛋白質の進化過程を確率モデルとして記述してデータ解析を行なうのにあたり必要不可欠な作業である。すなわち、相同性解析、分子系統樹推定などのデータ解析の基礎となるものである。本研究は、最新のデータをもとに、現実のアミノ酸置換の過程をより良く表現する置換確率行列を推定することを目的とする。


蛋白質の進化過程におけるアミノ酸置換確率を推定し、相同性探査、分子系統樹の推定などの分子進化学的解析を行う際の確率モデルとして適用することを目標に研究を進めている。本年度も昨年度までに引き続き、置換確率推定に至るための集計を行う準備段階として、各種蛋白質のアミノ酸配列データのアライメントを行った。
対象とした蛋白質は、DNA dependent RNA polymerase、elongation factor 1α、elongation factor 2、ATPase、リボソーム蛋白質、熱ショック蛋白質、aminoacyl-tRNA synthetase、ミトコンドリアDNAにコードされている蛋白質群などである。これらの一次構造データを、毎週更新される遺伝情報データベースを探索することによって収集、整理するするとともに、新しいデータを含めてアライメントを更新した。
さらに、ミトコンドリアDNAにコードされている蛋白質群については、アミノ酸置換頻度の集計を行い、置換確率行列を推定した。この行列をモデルとして、高等動物内部の系統関係をミトコンドリア関連蛋白質のデータをもとに最尤法で検討した結果、このモデルの適合が、これまで用いてきた経験的なアミノ酸置換確率モデルのそれよりも良くなっていることが明らかとなった。

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）

Adachi,J., and Hasegawa,M.: Model of amino acid substitution in proteins encoded mitochondrial DNA, Journal of Molecular Evolution, in press

Adachi, J., and Hasegawa, M.: Markov model of amino acid substitution in mitochondrial proteins, The 3rd International Meeting of the Society for Molecular Biology and Evolution, 1995.8.23

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。

前年度に引き続き、主として転写、翻訳、エネルギー代謝に関わる保存的蛋白質、およびミトコンドリアＤＮＡにコードされている蛋白質について、新データの蓄積に伴なうアライメント更新を行なう。その際、複数配列アライメント法のいくつかのアルゴリズムを併用し、それらを比較検討する。ミトコンドリアＤＮＡにコードされている蛋白質および翻訳関連蛋白質については、かなりのデータの蓄積があるため、これらについて、あらかじめ仮定した系統関係のもとで実際の集計作業を行ない、置換確率行列を推定する。さらに、推定された行列が既存のものとどの程度異なるかを比較、検討する。データの収集、整理、解析を効率良く進めるために、統計数理研究所における共同研究が必要である。

研究参加者一覧
氏名	所属機関
足立　淳	オックスフォード大学
岸野　洋久	東京大学
長谷川　政美	統計数理研究所