新しいホモロジー探査法の開発と免疫系及びシグナル伝達系の進化への応用

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最近コンピュータによるホモロジー探査法が確立し, 類似の配列を持つタンパク質が次々と発見されるに至った. ここで用いられる主要な方法はドットマトリックス法であるが, この方法はたまたま近縁な配列か, タンパク質全体にわたって保存的である場合は有効な方法であるが, 例えばIgのように配列がdivergeしたタンパク質には有効でない. 本研究では局所的に強く保存された配列をプローブにしてホモロジーを探査する方法を開発した(ローカルサーチ法と呼ぶ). 本研究で開発された方法の最大の特徴はプローブ中にギャップが挿入出来, 且つその長さが一定区間可変である点にある. このことにより保存配列が広い領域にわたって分散しているようなプローブを作ることが出来, 従って確実な探査が可能になる. ローカルサーチで検出されたホモロジーはさらに従来のドットマトリックス法で再度確認し, アライメントの後, 偶然による類似性を排除するための統計的検定を行う. 計算に要する時間はドットマトリックス法に比べ, 比較にならないほど短かく, おそらく5000種ほどの配列を持つデータベースに対してもマイコン程度で十分探査可能と思われる. この方法により, fms, PDGFレセプターの細胞外ドメインはIg様配列を持つことが明らかになった(投稿中). さらにそれらを加えたアライメントからプローブを再構築することにより, 他の神経系タンパク質にIg様配列が検出された(投稿準備中). 検出力の向上を計るため, NBRFデータベースには未収録の, 最近発表された配列を約600種収集した. その結果, 核タンパクに新たにホモロジーが検出された(投稿準備中). 現在シグナル伝達系に関与するタンパク質(src族83種, ロドプシン族31種, Gタンパク族53種, チャネルタンパク8種, ATPアーゼ7種)のアライメントが完了し, プローブを作ってホモロジーの探査中である. またそれぞれのタンパク質族の進化系統樹も推定した.