遺伝子配列の相同性に基づくドメインの探索及び可視化アルゴリズムの開発

新井 美紗子 (0551004)


現在, 多様な生物種のゲノム配列が決定している. ゲノムの決定により, 多様な生物種間において比較解析を行うことで, 異生物種間での相同遺伝子であるオーソログ遺伝子や 同生物種間での相同遺伝子であるパラログ遺伝子の検出が可能となった.

ドメインは, 遺伝子上に存在する他の遺伝子と相同性を示す1つまたは複数の配列領域である. 個々のドメインは機能をもっており, 遺伝子がタンパク質として働く際に深く関係している. そのため, ドメインは遺伝子アノテーションや遺伝子の進化, タンパク質立体構造の予測など 多様な解析で役立つ.

本研究では, 遺伝子の配列相同性からドメインの探索を行うアルゴリズムの開発を行った. ドメインを探索するため, 始めに, 遺伝子について異・同生物間で比較解析を行い相同な遺伝子であるオーソログ遺伝子・パラログ遺伝子の検出を行なった. 次に, オーソログ遺伝子・パラログ遺伝子の相同配列データを基に, ドメインを探索した. また, ドメインの探索と探索結果の可視化を行うソフトウェアの開発も行った.

開発したソフトウェアを使い, 333種の生物種における全遺伝子について, ドメインの探索を行った. また植物(Arabidopsis thaliana)と微生物(真菌, 古細菌, 細菌: 332種)間のオーソログ遺伝子, 植物と植物間のパラログ遺伝子からそれぞれドメインの探索を行った. さらに, 主要な遺伝子機能に分類される遺伝子におけるドメインについて解析を行った.