生物における遺伝的冗長性に関する理論的研究

生物体遗传冗余的理论研究

• 批准号: 08233220
• 负责人: 舘田 英典
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Kyushu University
• 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: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-08233220/
• 关键词: 多重遺伝子族; 遺伝的冗長性; 生物進化; 遺伝子数; 分子進化; 集団遺伝学; 複雑性

遺伝的冗長性が産み出される進化機構と過程を理解するために、遺伝子重複過程を集団遺伝学的モデルとコンピューターシミュレーションを使って調べた。モデルでは不等交叉によって遺伝子数の増減が起こる。コピー数によって二つのタイプの自然選択が各固体に働くとする。最初のものは多様化選択で多くの異なるコピーを持っている個体の適応度が高くなる。この選択は少し異なった遺伝子コピーを持つことは個体がいろいろな環境に適応するのに有利であると考えて導入された。二番目の選択はコピー数選択と呼ばれ、より多くのコピーを持った個体は不利になるとする。倍数性の影響も調べるために、半数体、二倍体の両方のモデルについて調べた。シミュレーションでは一個体当たりの総遺伝子コピー数、異なるコピーの数、偽遺伝子(有害当然変異が起こったことにより死んだ遺伝子)の数の進化を、(半数体・二倍体)x(コピー数淘汰無・有)の4つの場合について、いろいろ集団のサイズを変えて調べた。その結果次のことが明らかになった。1.多様化選択はコピー選択がない場合遺伝子コピー数を増加させるのに非常に有効である。特に大きな集団ではコピー数は短い期間に爆発的に増加する。2.二倍体の方が半数体よりもコピー数増加がより急速に起こる。3.弱いコピー数選択を導入することによってコピー数の増加は劇的に遅くなる。半数体モデルではコピー数は他の場合のように集団サイズの単調増加関数とはならない。更に偽遺伝子数の割合もコピー数選択の導入によって大きく減少する。生物界において、コピー数選択のないシミュレーション実験で見られたような大きな遺伝子コピー数や多くの偽遺伝子は観察されていないので、もし多様化選択が生物の歴史の中で働き続けているとするなら、遺伝子数を増やすこと、そしてこの方法で遺伝的冗長性を増すことに対してに何らかのコストが働いていることが推測される。

But 伝 lengthy sex が み out production さ れ る institution evolution process と を understand す る た め に 団 を set, but 伝 repeat process but 伝 learn モ デ ル と コ ン ピ ュ ー タ ー シ ミ ュ レ ー シ ョ ン を make っ て adjustable べ た. The number of 伝 left by the <s:1> increase or decrease of が starts from る る. The number of モデ で で によって varies. Youdaoplaceholder0 number によって two コピ タ タ プ プ コピ naturally choose 択が each solid に くとする くとする. Initial の も の は many others in the sentaku で more く の different な る コ ピ ー を hold っ て い る franch individual の 応 が high く な る. こ の sentaku は し less different な っ た posthumous son 伝 コ ピ ー を hold つ こ と は individual が い ろ い ろ な environment に optimum 応 す る の に favorable で あ る と exam え て import さ れ た. Second leg mesh の sentaku は コ ピ ー number sentaku と shout ば れ, よ り more く の コ ピ ー を hold っ た individual adverse は に な る と す る. The multiple <s:1> affects the <s:1> key べるために, the half type, the diploid <s:1> cube <s:1> モデ <s:1> に に て て て key べた. シ ミ ュ レ ー シ ョ ン で は an individual when た り の 総 posthumous son 伝 コ ピ ー number, different な る コ ピ ー の number and pseudo heritage 伝 child (harmful - of course different が こ っ た こ と に よ り die ん だ heritage 伝) の の を evolution, (half body, diploid) x (コ ピ ー number out, without any) の 4 つ の occasions に つ い て, い ろ い ろ set 団 の サ イ ズ を - え て adjustable べ た. Youdaoplaceholder0 そ results are inferior to とが とが to ら になった になった. 1. Many others in the sentaku は コ ピ ー sentaku が な い occasions heritage 伝 son コ ピ ー number を raised plus さ せ る の に very に have sharper で あ る. The に increase and する of に explosion during a particularly large に な な group で コピ コピ <s:1> <s:1> short <s:1> period する. 2. The number of diploid <s:1> squares が and half-body よ <s:1> コピ コピ コピ increases rapidly がよ に and る る る. 3. For weak コピ コピ and コピ numbers, select 択を to import する する とによってコピ and <s:1> numbers to increase に遅くなる. Half body モ デ ル で は コ ピ ー number は の の occasions he よ う に set 団 サ イ ズ の 単 adjustable number of rights and masato と は な ら な い. To change the に artifact 伝, the number of <s:1> is cut and combined, the <s:1> コピ is selected, the 択 is imported, the によって is large, and the く is く is reduced. Number of biological に お い て, コ ピ ー sentaku の な い シ ミ ュ レ ー シ ョ ン be 験 で see ら れ た よ う な big き な heritage 伝 son コ ピ ー や much く の pseudo heritage 伝 son は 観 examine さ れ て い な い の で, も し many others in the sentaku が biological の history in の で 働 き 続 け て い る と す る な ら, but 伝 number を raised や す こ と, そ し て こ の way で but 伝 を lengthy sex What rights す こ と に し seaborne て に ら か の コ ス ト が 働 い て い る こ と が speculation さ れ る.

项目成果

H.Tachida: "Genetic diversity in partially selfing populations with stepping stone structure." Heredity. 77. 469-475 (1996)

H.Tachida：“具有踏脚石结构的部分自交种群的遗传多样性。”

E.Okuyama: "Molecular evolution of the 5'-flanking regions of the duplicated Amy genes in Drosophila melanogater species subgroup." Mol.Biol.Evol.13. 574-583 (1996)

E.Okuyama：“果蝇物种亚群中重复 Amy 基因 5 侧翼区域的分子进化。”

H.Tachida: "A population genetic study of the evolution of SINEs.II.Sequence evolution under the master copy model." Genetics. 143. 1033-1042 (1996)

H.Tachida：“SINEs 进化的群体遗传学研究。II.主复制模型下的序列进化。”

S.Murata: "Details of retropositional genome dynamics that provide a rationale for a generic division : the distinct branching of all the pacific salmon and trout (Oncorhynchus) from the Atlantic salmon and trout (Salmo)." Genetics. 142. 915-926 (1996)

S.Murata：“逆位基因组动力学的细节为通用划分提供了基本原理：所有太平洋鲑鱼和鳟鱼（Oncorhynchus）与大西洋鲑鱼和鳟鱼（Salmo）的独特分支。”

H.Tachida: "Effects of the shape of distribution of mutant effects in nearly neutral mutation models." J.Genetics. 75. 33-48 (1996)

H.Tachida：“近中性突变模型中突变效应分布形状的影响。”