真核生物ゲノムの重複領域とシンテニー領域の分子進化

真核基因组重叠和同线区域的分子进化

• 批准号: 12640602
• 负责人: 今西 規
• 金额: $ 2.24万
• 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 (C)
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2001
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12640602/
• 关键词: 重複領域; 倍数化; タンデム重複; 分子進化

真核生物のゲノムにある大規模な染色体の重複領域を探すため、ゲノム配列データを解析し、さらにそこにコードされている重複遺伝子の分子進化を研究した。今年度は特に、重複領域検出のためのアルゴリズム開発を行い、さらに実際にショウジョウバエゲノムにみられる重複領域の分検出を行った。その結果、ショウジョウバエのゲノム中には33組の重複領域がみつかった。ゲノムの全配列が決定された酵母と線虫でも数十組の重複領域がみつかっていることから、真核生物ゲノムでは大規模な重複領域が一般的に見つかると考えられた。重複領域の分布様式は生物によって異なっていた。酵母ではそのほとんどが異なる染色体上に位置しており、ゲノムの倍数化が過去に起きたことが示唆された。それに対して線虫やショウジョウバエのゲノムにみられる重複領域は、その多くが同一染色体上の近接した位置にあり、タンデム重複に類似した機構で重複領域が生じたことが示唆された。また、ショウジョウバエの重複領域は酵母や線虫の場合とは異なり、そのほとんどが非常に古い重複領域であることが重複遺伝子間のdivergenceから推察された。1〜2個の遺伝子を単位とする局所的な重複を除けば、比較的最近に生じた重複領域はみつからなかった。このことは、過去数億年にわたって、ショウジョウバエではゲノム領域の重複に対して負の淘汰が働いたことを示唆しているのかもしれない。今後は、重複領域にある遺伝子の分子進化学的な解析と機能分化の問題について、より詳細な解析を進める。さらに、異種間の相同な染色体領域(シンテニー領域)を決定し、その分子進化を研究する予定である。

为了搜索真核基因组中大染色体的重叠区域，分析了基因组序列数据，并进一步研究了所编码的重叠基因的分子演化。今年，我们开发了一种用于检测重叠区域的算法，并且还对果蝇基因组中实际发现的重叠区域进行了检测。结果，在果蝇的基因组中发现了33对重叠区域。由于在酵母和线虫中发现了数十个重叠的区域（在整个基因组中已经测序），因此人们认为在真核基因组中通常会发现大型重叠区域。重叠区域的分布在生物体之间有所不同。大多数酵母菌位于不同的染色体上，表明过去发生了基因组多倍体化。相反，在线虫和果蝇的基因组中发现的许多重叠区域都位于同一染色体上，这表明重叠区域是通过类似于串联重叠的机制创建的。此外，它是从重叠基因之间的差异推断出来的，果蝇中重叠的区域与酵母和线虫中的区域不同，并且大多数是非常古老的重叠区域。除了基于一个或两个基因的局部重复外，没有发现相对较新发生的重叠区域。这可能表明，在过去的数亿年中，果蝇重叠的基因组区域已经进行了负选择。将来，我们将对重叠区域中基因的分子进化分析和功能分化问题进行更详细的分析。此外，我们将确定异源同源染色体区域（同义区域）并研究其分子进化。