全ゲノム配列に基づいた系統樹の作成ツールの開発

点击翻译按钮获取中文摘要

分子系統学的解析は、系統樹作成のための欠くことのできないツールである。従来は、特定の遺伝子の系統樹を作成することで、生物の系統関係を推測してきた。しかし、広い範囲の生物を対象とすると、オルソログの数が減少し、全生物の場合、31遺伝子しかなく、しかも30遺伝子が翻訳に関係するものであった。このように偏った、しかも少ない遺伝子数で信頼できる系統樹を描くことはできない。近年、全ゲノム配列が解読された生物種が増えるに従って、これを利用したツールが開発された。本研究の目的は、全ゲノム配列に基づいた系統樹の自動作成ツールを開発し、これを用いて、(1)全生物の系統樹「Tree of life」を作成し、(2)このツールの理論化に向けた研究を行うことである。本年度は、作成された系統樹を解析することで作成された系統樹が何を意味するかを調べた。特に、大腸菌と赤痢などを引き起こすシゲラ属(Shigella)との関係を調べた。大腸菌とシゲラは系統的には近いことが知られ、さらに詳しい系統解析の結果では、シゲラはまとまったグループを作らず、大腸菌から独立に複数回出現したと考えられている。しかし、我々の系統樹では、大腸菌とシゲラはそれぞれ、まとまったクラスターを作った。大腸菌とシゲラは、様々な感性症を引き起こすことで共通している。このような共通した性質を持つグループが、系統的には別でも、一つのまとまったクラスターを作ることは、我々の系統樹が真の意味で系統樹ではないことを示唆している。すなわち、「Similarity tree」を示していると考えられる。これは、進化的な系統樹を示すのではなく、生物がどれだけ似ているかを示すTreeと考えられる。これは、生物を表現する新しい手法と考えられる。