分子古生物学の新展開

分子古生物学新进展

基本信息

批准号：
02354001
负责人：
宮田隆
金额：
$ 0.9万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Co-operative Research (B)
财政年份：
1990
资助国家：
日本
起止时间：
1990 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

(1)現存する全生物は3つの超生物界、すなわち真正細菌、古細菌、真核生物に分類されることが認められているが、3者の系統関係はいぜん不明であった。その理由は、分子の比較から系統樹を推定する際、大元にあたる祖先(系統樹の根)が決定出来なかったからである。我々は先に3者の分岐以前に遺伝子重複によって生じたことが明らかな重複遺伝子を使って複合系統樹を推定し、古細菌は真正細菌よりもむしろ真核生物に近縁であることを明らかにした。今年度は、その後に発表されたATPア-ゼα鎖とβ鎖及び伸長因子EFーTuとGの多くの配列に基づいて、上記の結果を確認した。さらに、古細菌はイオウ細菌、メタン生産菌、好塩菌に大きく分類されるが、この3系統と真核生物の系統を含む4つの系統がほぼ同時に分岐したことも明らかにした。この結果は真核生物の起源を考える上で、古細菌の研究が非常に重要であることを示唆する。(2)分子系統樹は本研究課題を進める上で理論的技術的基礎となる。従来種々の分子系統樹推定法が発表されているが、その中で最尤法が最も信頼性の高い方法とされてきた。しかしこの方法は塩基配列に対いてのみ適用可能であった。一方全生物の系統関係を問題にするような、非常に古い時代にまで辿るには塩基配列比較より、アミノ酸配列比較の方が適している。従って従来の最尤法をアミノ酸配列デ-タにも適用出来るように拡張することが急務であった。我々は、Dayhoffらによって決定されたアミノ酸間の置換頻度を利用することでこの問題を解決した。さらにこの方法を上記の古細菌の進化の問題に適用した。(3)およそ5000年前に生存していたと考えられる縄文人の人骨からミトコンドリアDNAの一部を単離し、PCR法によってその塩基配列を決定することに成功した。

（1）所有生物体被认为可分为三个超生物界：真细菌、古细菌和真核生物，但三者之间的系统发育关系仍不清楚。其原因是，当通过分子比较估计系统发育树时，无法确定潜在的祖先（系统发育树的根）。我们之前使用重复基因估计了复合系统发育树，这些重复基因显然是在三个物种分化之前通过基因复制而产生的，并发现古细菌与真核生物的关系比与真细菌的关系更密切。今年，我们根据随后发表的许多ATPase α和β链序列以及延伸因子EF-Tu和G证实了上述结果。此外，古细菌大致分为硫细菌、产甲烷细菌和嗜盐细菌，并且还揭示了包括这三个谱系和真核谱系在内的四个谱系几乎同时分化。这一结果表明，在考虑真核生物的起源时，对古细菌的研究极其重要。 (2)分子系统发育树是推进本研究课题的理论和技术基础。已经发表了各种分子系统发育树估计方法，但最大似然法被认为是最可靠的方法。然而，该方法仅适用于碱基序列。另一方面，氨基酸序列比较比碱基序列比较更适合追溯到非常古老的时代，那时所有生物的系统发育关系都受到质疑。因此，迫切需要扩展传统的最大似然法，使其能够应用于氨基酸序列数据。我们通过使用 Dayhoff 等人确定的氨基酸之间的替换频率解决了这个问题。此外，该方法还应用于上述古菌进化问题。 (3)我们成功地从被认为生活在大约5000年前的绳文人的人骨中分离出一部分线粒体DNA，并利用PCR方法确定了其核苷酸序列。