適応度進行波モデルと集団遺伝学に基づくクローン干渉を伴う適応進化の解明

基于适应度行波模型和群体遗传学阐明克隆干扰适应性进化

• 批准号: 22K06347
• 负责人: 岡田 崇
• 金额: $ 1万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K06347/
• 关键词: クローン干渉; 領域拡大; 集団遺伝学; 進化; コロナウイルス; 子孫数分布; 季節性インフルエンザ

既存のクローン干渉の理論研究は、非常に単純なモデルに留まっている。より現実的な状を考えるために、集団内に協力的な相互作用が存在するモデルや環境パラメータが時間・空間に依存するようなモデルを考え、数値シミュレーションによって、それらの効果が遺伝的多様性に及ぼす効果を調べた。また、本研究の主眼はクローン干渉にあるが、類似の効果が空間拡大をする集団においても見られることが、過去の理論的研究から示唆されている。このことを実データに基づいて検証するために、空間拡大する集団の例として、英国におけるコロナウイルスの遺伝的データを解析し、遺伝的多様性に関する特徴量を解析した。予備的な解析結果ではあるものの、クローン干渉や空間拡大の理論から期待される振る舞いを確認することができた。また、空間的な遺伝情報をシステマティックに解析するために、隠れマルコフモデルに基づく新しい集団遺伝学的統計手法を開発した。従来の集団遺伝学的統計手法は、現在のサンプルから過去の遺伝的多様性を推定する、つまり時間的に逆方向の統計手法(coalescent theory)である。この手法はコロナウイルスのようなサンプル数が多い状況では計算コストが非常に大きくなるという欠点をもつ。一方で、今回開発した手法は、通常の時系列解析のように時間的に順方向の解析であり、サンプル数が大きい状況でも比較的小さい計算コストで推定を行うことができる。得られた結果の一部は、アメリカ物理学会 March meeting 2023において発表した。

The theoretical study of the existing problems is very simple. The interaction between the present state and the group exists. The environment and the time and space depend on each other. The diversity of the interaction and the effect of the interaction exist. The main purpose of this study is to study the relationship between the spatial distribution of similar results and the theoretical distribution of these results. The analysis of the characteristics of the diversity of the genetic material is carried out on the basis of the analysis of the characteristics of the genetic material. The results of the analysis are as follows: A new statistical method for collecting information from spatial data was developed. The statistical method of collective genetics in the past is the statistical method of estimating the diversity of the present and the past, and the statistical method of the inverse direction of the time. This method is not only to calculate the number of cases, but also to calculate the number of cases. The analysis of the time series in the normal direction of the analysis of the time series in the normal direction of the analysis of the time series in the normal direction. The results of the March 2023 meeting of the Institute of Physics were presented in part.

项目成果

Harvard university(米国)

哈佛大学（美国）

Leipzig University(ドイツ)

莱比锡大学（德国）

Lineage frequency fluctuations reveal the spatial dynamics of disease transmission in SARS-CoV-2

谱系频率波动揭示了 SARS-CoV-2 疾病传播的空间动态

• 发表时间: 2023
• 作者: Yabe Yoji;Tanaka Hisa-Aki;Sekiya Hiroo;Nakagawa Masaki;Mori Fumito;Utsunomiya Kensuke;Keida Akira;Takashi Okada
• 通讯作者: Takashi Okada