シークエンシングによるMHC領域の比較ゲノム解析

通过测序对 MHC 区域进行比较基因组分析

基本信息

批准号：
14011245
负责人：
椎名隆
金额：
$ 4.48万
依托单位：
Tokai University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14011245/
关键词：
MHC ゲノムシークエンシング

项目摘要

MHC領域は進化学的に保存されている遺伝子が数多く存在することや、あらゆる生物種の塩基配列情報が豊富であることから、遺伝子の動態を追究するには最適な領域といえる。これまでにヒトのMHC領域2.2Mbの塩基配列を決定したが、次の段階として、他種のMHC領域の塩基配列を決定し、比較解析することによりゲノム進化、形成の分子機構を解明し、MHC領域が高等な免疫系を獲得してきた経緯を明らかにすることを目的とした。これまでに合計5650kb(ナメクジウオ:511kb、サメ:271kb、ウズラ:243kb、ラット:642kb、ブタ:433kb、アカゲザル:1800kb、チンパンジー:1750kb)の塩基配列を決定した。これらの塩基配列をもとに比較ゲノム解析をおこなった結果、生物種間における基本的な遺伝子構造は大まかには保存されているが、それぞれの生活環境に適応するためのMHCや。MHC関連遺伝子のbirth and deathにより形成されてきたことが示唆された。また、チンパンジーとヒトとの連続決定配列を用いた多様性は、平均1.4%であり、既報の平均値(1.23%)よりも1.7%高かったこと、さらにはヒトとナメクジウオのゲノム塩基配列の比較から、ヒトの第1,6,9,19番染色体の4つのMHCパラロガス領域のうち、第9番染色体は他の染色体よりもよく遺伝子が保存されていること、各遺伝子族の進化速度は第9番染色体に存在する遺伝子が最も遅いが、その他の染色体に存在する遺伝子はまちまちであったことから、第9番染色体が最も重複前のゲノム構造を保持していることが示唆された。したがって、これらの違いこそが重複後に新たな機能を有する遺伝子を誕生させ、その機能を発達させることにより高度な機能を有する様々な脊推動物を誕生させてきたと考えられた。

MHC区域是研究基因动态的理想区域，因为它包含许多进化上保守的基因，并且包含所有生物物种的丰富的核苷酸序列信息。到目前为止，我们已经确定了人类MHC区域2.2 Mb的核苷酸序列，但下一步，我们将确定其他物种的MHC区域的核苷酸序列并进行比较分析，以阐明基因组进化的分子机制和本研究的目的是阐明 MHC 区域如何获得复杂的免疫系统。到目前为止，共确定了5,650 kb的碱基序列（文昌鱼：511 kb、鲨鱼：271 kb、鹌鹑：243 kb、大鼠：642 kb、猪：433 kb、恒河猴：1,800 kb、黑猩猩：1,750 kb））。基于这些核苷酸序列进行比较基因组分析的结果是，我们发现生物物种之间的基本遗传结构在很大程度上是保守的，但MHC和其他因子需要适应每个生存环境。有人认为它是通过MHC相关基因的诞生和死亡而形成的。此外，使用连续确定的序列，黑猩猩和人类之间的平均多样性为1.4%，比之前报道的平均值（1.23%）高出1.7%，并且比较了人类和文昌鱼基因组的四种MHC旁系同源序列。人类染色体 1、6、9 和 19 的区域，，9号染色体比其他染色体有更多的保守基因，并且每个基因家族的进化速度对于9号染色体上的基因来说是最慢的，但其他染色体上的基因有所不同，这表明9号染色体保留了最多的复制前基因组结构。因此，人们认为这些差异导致了复制后具有新功能的基因的产生，而这些功能的发展又导致了各种具有高级功能的脊椎动物的诞生。