複雑ネットワークの視点からの新規細胞タイプの進化

棘皮動物の初期中胚葉形成において、Pmar1-HesCの二重抑制制御機構が獲得された過程に関して検証を行った。前年度までに、祖先的な棘皮動物でPhbによって担われていた抑制機構を、ウニでは、Pmarが代替するようになったプロセスを明らかにしていた。その場合、HesCが複数の下流遺伝子を同時に制御することを想定せざるを得なくなる。そこで、祖先的な棘皮動物では、別の遺伝子がHesCと同様な機能を果たして板と仮定して、そのような機能を持つ遺伝子をヒトデで探索したところ、KLFを同定した。KLFが担っていた機能をジョコにHesCが代替していくようになったと考えると、Pmar1-HesCの二重抑制制御機構を無理なく説明できる。発生学的浮動の進化プロセスの一端を明らかにした。発生砂時計モデルについて、遺伝子調節ネットワークの変異ロバスト性およびホメオスタシスの理論的モデルを作成し、マウスの胚形成時の遺伝子調節ネットワークに対する解析を行った。発生砂時計モデルに矛盾なく、マウスの胚形成中期において最も変異ロバスト性が高いことが示された。変異ロバスト性とホメオスタシスは排他的関係にあり、ホメオスタシスが低いことが胚形成中期での適応的優位性を持つことを理論的に示した。新奇形質の基盤となる新奇遺伝子を探索するために、short ORF(sORF)のコーディング性を推定する機械学習法を開発を行った。この推定の難しさは、学習とテストのサンプルから取り出せる統計量の少なさに起因する。そこで、canonical ORFのコーディング性の推定に用いられるコドン中の位置1からの6-merではなく、位置(1～3)毎からの4-merを統計量に用いた。その結果、単純な線形回帰を採用したモデルの推定精度が、位置1からの6-merや4-merを用いたロジスティック回帰やSVMを採用したそれを上回ることが示された。

棘皮動物の初期中胚葉形成において、Pmar1-HesCの二重抑制制御機構が獲得された過程に関して検証を行った。前年度までに、祖先的な棘皮動物でPhbによって担われていた抑制機構を、ウニでは、Pmarが代替するようになったプロセスを明らかにしていた。その場合、HesCが複数の下流遺伝子を同時に制御することを想定せざるを得なくなる。そこで、祖先的な棘皮動物では、別の遺伝子がHesCと同様な機能を果たして板と仮定して、そのような機能を持つ遺伝子をヒトデで探索したところ、KLFを同定した。KLFが担っていた機能をジョコにHesCが代替していくようになったと考えると、Pmar1-HesCの二重抑制制御機構を無理なく説明できる。発生学的浮動の進化プロセスの一端を明らかにした。発生砂時計モデルについて、遺伝子調節ネットワークの変異ロバスト性およびホメオスタシスの理論的モデルを作成し、マウスの胚形成時の遺伝子調節ネットワークに対する解析を行った。発生砂時計モデルに矛盾なく、マウスの胚形成中期において最も変異ロバスト性が高いことが示された。変異ロバスト性とホメオスタシスは排他的関係にあり、ホメオスタシスが低いことが胚形成中期での適応的優位性を持つことを理論的に示した。新奇形質の基盤となる新奇遺伝子を探索するために、short ORF(sORF)のコーディング性を推定する機械学習法を開発を行った。この推定の難しさは、学習とテストのサンプルから取り出せる統計量の少なさに起因する。そこで、canonical ORFのコーディング性の推定に用いられるコドン中の位置1からの6-merではなく、位置(1～3)毎からの4-merを統計量に用いた。その結果、単純な線形回帰を採用したモデルの推定精度が、位置1からの6-merや4-merを用いたロジスティック回帰やSVMを採用したそれを上回ることが示された。