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宿主と寄生体の共進化における普遍則を実験と理論の両面から探求する

从实验和理论探索宿主-寄生虫协同进化的普遍规则

基本信息

批准号：
17J01023
负责人：
古林太郎
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017-04-26 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的は、生命の起源で想定されるような単純な自己複製系においても避けがたく発生してしまう寄生性分子(ウイルスのようなもの)が宿主との生存競争を通じて複製系に及ぼす進化的影響を、実験と理論の両面から追求することであった。理論では、区画化された単純な宿主・寄生体複製系の数理モデルの構築と解析を行った。広いパラメータ空間上での網羅的な計算機シミュレーションの結果、原始地球でも実現可能であろう単純な区画ダイナミクスのみによって複製系が安定に持続可能な条件を見出した。また、複製系が安定に持続可能となるためには区画が多数あること、区画の融合分裂頻度が大きいこと、栄養量が適度な範囲にあることなどが重要な要件であることが明らかになった。これらの知見を用いれば、宿主と寄生体の相互作用の程度を段階的に変化させた新しい進化実験の条件設定を行うことができると考えられる。この成果は、平成29年度内に論文化した。実験では、自己複製能力を持つ宿主RNAと寄生体RNAの長期的な実験進化を実施し、その進化ダイナミクスを次世代シーケンサと生化学的なアッセイにより解析した。配列解析の結果、宿主RNAは多系統に分岐進化を起こしていたこと、寄生体の側では新たな分子種が進化途中で発生していたことが判明した。生化学アッセイにより宿主と寄生体の関係がいかに発展したかを解析した結果、宿主RNA側での寄生体RNAの複製を防ぐ適応進化と、寄生体RNA側での進化後宿主への新たな寄生能力の適応進化が繰り返し起こっており、寄生体が宿主の継続進化と多様化に貢献していることを示唆していた。これらの結果は、単純な複製子集団がダーウィン進化を通じて自発的に宿主・寄生体の関係がダイナミックに変動する複雑な生態系へと発展したことを示しており、生命の初期進化について重要な知見が得られたと言える。この成果は、平成31年度に出版予定である。

The purpose of this study and the hypothesis of the origin of life are as follows: a self-replicating system and a parasitic moleculeスのようなもの)がhostとのsurvival competitionを通じてreplication systemにandぼすevolutionary influenceを、実験とtheoryの両面からpursuitすることであった. Theoretical analysis, simple construction and analysis of the pure host and parasite replication system. It is possible that the original earth will appear as a result of the computer system that has been used in the 広いパラメータ space.であろう単正な区画ダイナミクスのみによって Copy system が stable にhold続possibleなconditionsを见出した.また、Copy systemがStable and stableに続possibilityとなるためには区画が多あること、区画のfusion split frequencyがIt is important to have a large amount of food and a moderate amount of nutrition.これらの知ををいれば、The degree of interaction between host and parasite is に変化させた新しいEvolution実験のcondition settingを行うことができると考えられる. The achievements of the project and the culture of the project in 2009.実験では、The long-term な実験evolution of the host RNA and the parasite RNA are maintained by the self-replication ability.し、そのevolution ダイナミクスをNext generation シーケンサとbiochemistry なアッセイによりanalytics した. As a result of the alignment analysis, the multi-system divergence of host RNA has evolved, and the evolution of new molecular species on the parasite side has been revealed. Biochemistry analysis of the relationship between the host and the parasite, analysis of the relationship between the host and the parasite, analysis of the host RNA side, replication of the parasite RNA, prevention of adaptation, and evolution of the parasite, RN Side A: After the evolution of the host, the new parasitic ability of the host is adapted to the evolution of the host.り, the evolution of the parasite and the host, and the contribution of the polymorphism of the parasite and the host.これらのRESULTは、単pure replica set団がダーウィンevolutionを通じて自発的にhost・parasite relationshipがダイナミックに変The animal's する曑なecosystem へと発开したことをshow しており, the early evolution of life についてimportant なknowledge が got られたと言える. The results of this work are scheduled to be published in 2009.