動物進化におけるゲノムの多重重複による生物多様化過程に関するメダカを用いた解析

使用青鳉分析动物进化中基因组多次重复导致的生物多样化过程

• 批准号: 00J04279
• 负责人: 黒澤 仁
• 金额: $ 1.92万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-00J04279/
• 关键词: Hox; 遺伝子クラスター; 転写因子; メダカ; shotgun sequencing

ゲノムの重複による遺伝子数の増大は生物の進化の主要な原因と考えられており、とりわけHox遺伝子クラスターの重複化はその典型として注目されている。Hox遺伝子は多細胞動物の発生分化過程で体の各部位の運命を決定づける役割を担う転写因子で13グループに分類され、この13個が1つのクラスターを形成している。ヒトやマウスでは39個の遺伝子が4クラスターに分配されており、魚類では、1996年フグで4個のクラスター、31種のHox遺伝子が同定された。しかし1997年になってゼブラフィッシュでは7個のクラスターに47種のHox遺伝子が存在することが示された。これら魚類の相違の理由は両者の進化的中間に位置するメダカの解析により明らかにされる可能性がある。そこで申請者はメダカゲノム上に何個のHox遺伝子が何クラスターとして存在するかを解析した。PCR法を用いてメダカゲノムDNAに存在する多数のHox遺伝子を単離し、それをプローブにして、メダカBACライブラリーからHox遺伝子を含むBACクローンを単離した。さらにこのクローンに含まれるHox遺伝子全領域1500kbのshotgun sequencingを行った。その結果、メダカには全部で46Hox遺伝子が確認され7つのクラスターであることが確認された。またフグでも新しいクラスターが発見され、これらの魚類はすべて7クラスターであることが判明した。次にこれらのHoxタンパク質の全アミノ酸配列を用いて全13グループの分子系統樹を作製した。その結果、ヒトのクラスター内の遺伝子及びそれに対応する倍化した魚類の2つのサブクラスターa群及びb群遺伝子の類縁関係については大きく分けて2つのパターンが存在した。第1は、倍数化する前にそのHox遺伝子が果たしていた役割をaクラスターの遺伝子がそのまま受け継ぎ、一方でb群上のHox遺伝子は、大きく配列を変化させて新しい機能を獲得した。このパターンを示すグループが少なくとも3種類あった。第二は、倍化してできたa群、b群遺伝子が、それぞれ倍化する前の性質を保持しながら相互補完的役割を果たし進化したと考えられる例で、これは2グループあった。さらにフグやゼブラフィッシュでは存在しなかったり、大きく異なるHoxC3aやA7aが新たに同定した。

The main reasons for the increase in the number of children in the biological process are as follows: the number of children is very large, and the number of children is very large. The main reasons for the evolution of biology are the number of children. In the process of differentiation of multiple cytokines in Hox, the life span of each part of the body was determined. The writing factors were classified into 13 categories, and 13 samples were classified to form a cycle. The 39-year-old, 4-year-old, and 31-year-old Hox were assigned in 1996, 4 in 1996 and 31 in the same period. In 1997, there was a license to show that there was a license in each of the seven Hox sub-stations in 1997. For similar reasons, the intermediate location of the interviewer has been improved. It is clear that you are aware of the possibility of failure. The applicant