分子系統樹の作成２

東京大学大学院農学生命科学研究科　大森宏

http://lbm.ab.a.u-tokyo.ac.jp/~omori/phylogeny/txt/phylo2.html

０．DNA データの取得と系統樹作成のビデオ

http://jp.youtube.com/watch?v=vfNFkn5cuIM

課題１. 系統樹による EDN と ECP の関係の考察

　RNA 分解酵素（リボヌクレアーゼ (RNase)）ファミリーでのうち EDN (eosinophil-derived neurotoxin) の配列をサルで取得し，系統樹を作成した．一方，RNA 分解酵素ファミリーには ECP (eosinophil cationic protein) もある．EDN は取り上げた 6 種のサルすべてにあるが、 ECPはシシザルには無く 5 種のサルにある．
　ECP は EDN からの遺伝子重複により形成されたと考えられている． そうすると，遺伝子重複後 EDN から ECP に変化した遺伝子系統は配列が大きく変化したと考えられるので、進化 距離が大きくなっていることが予想される．これを確かめるには，EDN と ECP を混ぜて系統樹をつくればよい．

1. 系統樹の作成手法を UPGMA，NJ，最尤法の中から１つ選び．EDN と ECP を混ぜて系統樹を作成せよ． EDN と ECP とにどのような関係があるか，系統樹を見て論ぜよ．ただし，「遺伝子重複」と「進化距離」の２文字 は必ず使用すること．
2. サル以外の系統に EDN や ECP があるか調べよ．たとえば，ハツカネズミ（Mus musculus）などの ハツカネズミ属(Mus Genus)や Rattus（Old World rats, クマネズミ属），イヌ（Canis lupus familiaris），ヤマネコ（Felis silvestris），イノシシ（Sus scrofa）などで調べる．類似配列検索の Blast を使う手もある． 見つかった場合にはそれらを混ぜて系統樹を作成 し，考察を加えよ．なお，このように 2 種の遺伝子の関係をみるときは，UPGMAによる系統樹が見やすい．

課題２. ブートストラップ法による分岐の信頼性の評価

　参考（当研究室卒業生林氏作成ビデオ） http://www.youtube.com/watch?v=-YXjOFQ0dds

1. ブートストラップ配列データの生成：`seqboot' を起動． phylip 形式の配列データセットから、サイトのリサンプリングにより、100の配列データセット を生成する．
2. UPGMA, NJ 系統樹：`dnadist' を起動．100の配列データセットそれぞれに対して、距離行列を生成する． オプションは `M'，データセット数は，`100'，適当な奇数の値を入れる． データかウエイトは，`D'，データセット数は，`100' を入力する．できあがった距離行列セットファイルを 適当な名前に変え、`neghibor' の入力データとする．オプションは `M'，
3. 最尤法系統樹：`dnaml' を起動．100の配列データセットそれぞれに対して、最尤法による系統樹を生成する． オプションは `M'， データかウエイトは，`D'，データセット数は，`100'，適当な奇数の値を入れ，jumble には 1 を指定する．
4. 最頻出枝の出現回数： `consense' を起動． 先ほどの `neghibor' か `dnaml' で得られた tree ファイルを入力すると，枝ごとのブートストラップ 回数が出力される．
5. 最初の配列データセットから得られたUPGMA, NJ 系統樹もしくは最尤系統樹の分岐のところに，[ ] をつけ，その中にブートストラップ確率を記入し， NJtree で見る．