適応進化の分子的検証および復元

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生物の示す多様性の神秘は我々を魅惑し止まない。このような多様性は祖先のもつ遺伝子に様々な変異がつけ加えられることにより生み出されたと考えられる。もしそうならば「進化過程における変異を元に戻し祖先型遺伝子を回復させれば祖先生物の特徴を復元することができるのではないだろうか?」本研究の先行研究ではこの考えに基づき、バクテリアからタバコ属野生植物ゲノムに水平移行したNgrol遺伝子群による祖先復元解析について解析した。本研究ではこの"祖先遺伝子復元実験"に"分子進化速度加速推定"を加えることにより可能となる「適応進化の分子的実証の試み」についてさらなる解析法を開発した。ここでは花器官の運命をきめるMADS遺伝子群分子進化における正の淘汰を理論的に推定し分子機能の進化の実験的復元を試みた。MADS遺伝子群は花器官homeotic変異の原因遺伝子として発見された。蛋白質機能としてはこの遺伝子群の仲間同士で多量体をつくり転写因子として働くことが知られている。MADS遺伝子群は花器官誘導に必須な役割を果たすため花形態の進化に関わった可能性を考えまず系統樹を作成、解析を行った。(この結果を論文として発表した)。この系統樹の枝の中に他より顕著に長くなる枝が見つかった。この枝は"裸子植物と被子植物の共通祖先における分岐点"と"被子植物の多様化における分岐点"を結ぶ花の初期進化の時期に当たる枝であることが示された。そこで両分岐点における祖先遺伝子の配列を理論的に推定し復元合成した。機能実験に関するpreliminaryな結果によるとこの推定祖先遺伝子は多量体の組み合わせに関わる蛋白質相互作用の進化的変遷を説明することがた。