分子進化シミュレーションによる長枝誘引の発生メカニズム解明と解消法の提案

2022年度は主に本研究推進のための基盤となるプログラム（系統樹推定の元となるアミノ酸配列に変異を加えた後にさらに変異を追加するプログラム）の作成を行った。これまでの進化シミュレーションはモデル系統樹をもとに、配列をシミュレートするだけで、シミュレート後の配列に追加の変異を入れることはできなかった。したがって、時系列に沿った推定系統樹の樹形の変遷を確認することができなかった。当初の計画では一つずつ置換を入れることを想定していたが、そのまえに一定の枝長分の変異を追加するプログラムを作成した。このプログラムでは長枝に指定した枝の長さを一定の長さずつ伸ばした時のそれぞれの配列データが取得でき、それぞれの配列データを用いてマルチプルアラインメントや系統樹作成ができる。変異はアミノ酸の置換、挿入、欠失の３種類とし、どれが起こるかは確率的に決まるようにした。この時の確率はINDELible（2009）を参考にして決定した。アミノ酸の置換はアミノ酸置換行列LGに従って確率的におこすようにした。挿入は、まず挿入されるアミノ酸長をZipfian分布から確率的に決定し、各アミノ酸の平衡頻度に基づいて確率的に挿入するアミノ酸を決定した。欠失アミノ酸長は、挿入と同様にZipfian分布から確率的に決定した。欠失させるアミノ酸長がアミノ酸配列長より長い場合には遺伝子欠失が起きたとし、変異を中止し、0aaのアミノ酸配列を出力する。欠失するアミノ酸長がアミノ酸配列長より短い場合には、アミノ酸配列から欠失箇所をランダムに決定し、欠失させた。このプログラムにより、一つのオーソログデータをもとに作成されるマルチプルアラインメント、系統樹を時系列で観察するためのデータを作成できるようになった。

2022年度は主に本研究推進のための基盤となるプログラム（系統樹推定の元となるアミノ酸配列に変異を加えた後にさらに変異を追加するプログラム）の作成を行った。これまでの進化シミュレーションはモデル系統樹をもとに、配列をシミュレートするだけで、シミュレート後の配列に追加の変異を入れることはできなかった。したがって、時系列に沿った推定系統樹の樹形の変遷を確認することができなかった。当初の計画では一つずつ置換を入れることを想定していたが、そのまえに一定の枝長分の変異を追加するプログラムを作成した。このプログラムでは長枝に指定した枝の長さを一定の長さずつ伸ばした時のそれぞれの配列データが取得でき、それぞれの配列データを用いてマルチプルアラインメントや系統樹作成ができる。変異はアミノ酸の置換、挿入、欠失の３種類とし、どれが起こるかは確率的に決まるようにした。この時の確率はINDELible（2009）を参考にして決定した。アミノ酸の置換はアミノ酸置換行列LGに従って確率的におこすようにした。挿入は、まず挿入されるアミノ酸長をZipfian分布から確率的に決定し、各アミノ酸の平衡頻度に基づいて確率的に挿入するアミノ酸を決定した。欠失アミノ酸長は、挿入と同様にZipfian分布から確率的に決定した。欠失させるアミノ酸長がアミノ酸配列長より長い場合には遺伝子欠失が起きたとし、変異を中止し、0aaのアミノ酸配列を出力する。欠失するアミノ酸長がアミノ酸配列長より短い場合には、アミノ酸配列から欠失箇所をランダムに決定し、欠失させた。このプログラムにより、一つのオーソログデータをもとに作成されるマルチプルアラインメント、系統樹を時系列で観察するためのデータを作成できるようになった。