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霊長類の進化とコドン使用パタ-ン

灵长类动物进化和密码子使用模式

基本信息

批准号：
03222204
负责人：
宝来聰
金额：
$ 1.28万
依托单位：
National Institute of Genetics
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1991
资助国家：
日本
起止时间：
1991 至 1992
项目状态：
已结题

项目摘要

ヒト上科における分子進化の様相を明かにするため、ミトコンドリアDNAの4.9kbの相同領域の塩基配列を、ヒト上科4種・チンパンジ-、ピグミ-チンパンジ-、ゴリラ、オランウ-タンにおいて決定した。この領域には、11個のtRNA遺伝子、6個のタンパク質遺伝子(ND1、ND2、COI、COII、ATPase8、ATPAse6)が含まれている。既に、全塩基配列が決定されているヒトの配列と合わせて整列し、各種間の塩基間の塩基置換数を算出した。各種間における塩基配列の相同性は、チンパンジ-・ピグミ-チンパンジ-間で96%、ヒトと2種のチンパンジ-間で91〜92%、ヒトとゴリラ間で89%、ゴリラと2種のチンパンジ-間で89〜90%、オランウ-タンと他の4種間では約85%であった。種間の塩基置換数に基づいて、ミトコンドリアDNAの分子系統樹を構築した。まず、チンパンジ-とピグミ-チンパンジ-がクラスタ-し、ついで、ヒト、ゴリラ、オランウ-タンの順でクラスタ-する系統関係が得られた。さらに、6個のミトコンドリアタンパク質のアミノ酸配列を5種間で比較した結果、各タンパク質は種間のアミノ酸配列の相同性の程度によって3つのグル-プ分類された。第1のグル-プは種間でアミノ酸配列がよく保存されているもので、COIとCOIIがこれに含まれる。第2のグル-プはアミノ酸置換のよく起こっているATPase8である。第3のグル-プは前2グル-プの中間型となるもので、ND1、ND2およびATPase6が含まれる。このことは、各々のミトコンドリアタンパク質において、機能上の制約の程度がかなり異なることを示唆している。さらに各タンパク質遺伝子で同義塩基置換と非同義塩基置換の割合を比較した。ヒト、チンパンジ-、ピグミ-チンパンジ-およびゴリラを系統的に遠いオランウ-タンと比較したところ、COIおよびCOIIでは50%以上が同義置換であるのに対し、非同義置換は1〜3%と低く抑えられていることが明かとなった。一方、ATPase8では、同義置換の割合が34〜39%であるのに対し、非同義置換は21〜23%と高い割合を示した。またND1およびND2では、同義置換が24〜47%であるのに対し、非同義置換は7〜9%の間にあった。さらに、ATPase6では同義置換の割合は50〜55%であるのに対し、非同義置換は7〜10%であった。このようにミトコンドリアDNAにコ-ドされる各タンパク質遺伝子の間で塩基置換の様相をきわめて異にすることが明かとなった。

ヒト上科におけるMolecular evolutionの様phaseを明かにするため、ミトコンドリアDNAの4.9kbの塩组 in the same field There are 4 types of を and ヒト上科・チンパンジ-, ピグミ-チンパンジ-, ゴリラ, オランウ-タンにおいてDecidedした.この区には, 11 のtRNA legacy vines, 6 のタンパク獝子(ND1, ND2, COI, COII, ATPase8, ATPase6) がcontaining まれている. Now, the whole base arrangement is determined, the alignment of the whole base is determined, and the number of base substitutions between the various bases is calculated. Identicality of various inter-base arrangements, チンパンジ-・ピグミ-チンパンジ-MAで96%, ヒトと2 kinds of のチンパンジ-MAで91~92 %, ヒトとゴリラ间で89%, ゴリラと2 kinds of のチンパンジ-马で8 9~90%, オランウ-タンとhis 4 kinds of では is about 85% であった. The number of interspecific substitutions of bases and the molecular phylogenetic tree of DNA were constructed.まず、チンパンジ-とピグミ-チンパンジ-がクラスタ-し、ついで、ヒト、ゴリラ、オランウ-タンの顺でクラスタ-するsystem relationshipが得られた.さらに, 6 のミトコドリアタンパクquality acid combinations, 5 kinds of comparison results, eachタンパクqualityはのアミノacid arrangementのidentityのdegreeによって3つのグル-プclassificationされた. The first のグル-プは interspecies でアミノ acid arrangement がよくされているもので, COIとCOII がこれに contain まれる. The 2nd のグル-プはアミノ acid replacement のよく出こっているATPase8である. No. 3 のグル-プは前2グル-プの intermediate type となるもので, ND1, ND2 およびATPase6がまれる.このことは、々のミトコンドリアタンパク性において、 The degree of functional restriction is different from the original one. It is a comparison between synonymous radical substitution and non-synonymous radical substitution.ヒト、チンパンジ-、ピグミ-チンパンジ-およびゴリラをSystem's に远いオランウ-タンと comparison したところ、COIおよびCOII is more than 50%, synonymous substitution is であるのに対し, non-synonymous substitution is 1~3%, low く氪えられていることが明かとなった. One side, ATPase8では, synonymous substitution のい合が34~39% であるのに対し, non-synonymous substitution は21~23% と高い合を Show した.またND1およびND2では, synonymous substitution が24~47%であるのに対し, non-synonymous substitution は7~9%の间にあった.さらに、ATPase6 is a synonymous substitution of the cleavage 50~55% of the であるのに対し, a non-synonymous substitution of 7~10% of the であった.このようにミトコンドリアDNAにコ-ドされるeach タンパク性伝子の间で塩综合の様phase をきわめてISO にすることが明かとなった.