旅人木日記またはベセスダの回想

ネット検索で読んだSINE法。。。


ＳＩＮＥ法

近年の分子生物学の発展に伴って発展してきた分子系統学では、
塩基配列やアミノ酸の違いに 基づいて統計学的に計算をおこない、
系統関係を推定し、生物が進化してきた道のりを追ってきま した。

しかし、これらの手法には問題点があります。
つまり、統計方法の違いや、アウトグルー プの取り方によって、
同じデータセットを用いても、異なる結果が示される可能性があるというこ とです。
つまり、統計的な処理は必ず誤差がともなうのです。

私たちの研究室ではこの問題をクリアーするために、
分子生物学的データに基づいて、 統計的な手法に依存せずに
系統関係の推定をおこなう方法を新しく確立しました。

それが SINE法です。


ＳＩＮＥ法の考え方と具体的な方法



ＳＩＮＥとは、ゲノム中において自らのコピーを作ることで増幅を重ねるという特徴を持った 反復ＤＮＡ配列です。

私たち人間を含めて多くの真核生物がこのＳＩＮＥを持っているので、 かなり大昔からひたすら増幅を繰り返してきたのだろうと考えられています。
ＳＩＮＥは これまで過去の様々な時間にゲノム中に挿入されたと考えられることから、ＳＩＮＥを時間の 指標として系統関係を推定するということが可能になってくるのです。

たとえば、ある集団の祖先で塩基配列のどこかにＳＩＮＥが挿入され、やがてその集団内で 全ての個体が塩基配列の同じ場所にＳＩＮＥを持つようになったとすれば、さらにその子孫の 塩基配列の同じ場所にもサインが挿入されたままになっていると考えられます。
これをさか のぼって調べれば集団間の共通祖先を知ることができると考えられます。
つまり、ＳＩＮＥの 挿入パターンはゲノム上の共有派生形質であるととらえることができるのです。

ＳＩＮＥの挿入がゲノムのある特定の一カ所にあるかどうかを検出するのに、PCR法を 用います。
PCR法とは、DNAのうち特定の領域だけを増幅することができる技術です。

具体的には、ＳＩＮＥが挿入されている配列を単離し、その周辺配列を決定します。
そして、ＳＩＮＥを挟むようにプライマーを設計します。

つぎに、そのプライマー セットを用いてPCRを行うと、その配列にサインの挿入が認められるものには、ＳＩＮＥが 挿入されている分だけ長いPCR産物が、ＳＩＮＥの挿入が見られないものでは短いPCR産物が 得られるために、その塩基配列にＳＩＮＥ挿入しているかどうかを簡単に知ることができます。




例えば、下の図のようにＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、という４つの種の系統関係を調べたときに、 ある遺伝子座１でＡ種、Ｂ種、Ｃ種の３種にＳＩＮＥが挿入されていて、Ｄ種にはＳＩＮＥが 挿入されていなかったとします。
その場合、Ａ、Ｂ、Ｃが単系統で、Ｄが最も古くに分岐した と考えることができます。

すなわちこの遺伝子座１に入っていたＳＩＮＥは、Ａ、Ｂ、Ｃが 共通祖先だった頃にその位置に挿入されたのだと考えられるのです。






また、ＤＮＡ上の別の位置（遺伝子座２）において、ＡとＢにＳＩＮＥが挿入されていて ＣとＤにはＳＩＮＥが挿入されていなかったとします。
そうした場合、ＡとＢが単系統で、 これらの共通祖先のこの位置にＳＩＮＥが挿入されたということがわかります。

この結果、 これら遺伝子座１と２の情報から、この４種の系統関係がすべて明らかになるのです。




ＳＩＮＥ法の成果


私達はこのＳＩＮＥ法を用いて、これまでサケやシクリッドなど様々な動物の系統関係を 解析してきました。

最近ではクジラがウシやブタなどの偶蹄類の一部から分岐してきたことを示し、その中でも 最もクジラ類に近いのがカバであることがわかりました。
またクジラの中でも マッコウクジラがイルカなどの仲間（歯クジラ）に入るということも示しました。

現在ではクジラやイルカ類の更なる解析に加え、げっ歯類やコウモリなど様々な哺乳類、また鳥類の系統解析を行っています。