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科目番号
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科目名・単位数・英訳
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担当教官氏名
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2021年度
開講
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学期
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曜日
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時間
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講義室
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47140-21J
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適応進化遺伝学(1)
Adaptive
Evolutionary Genetics
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河村正二
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○
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A1/A2/W |
12月7日(火), 8日(水), 13日（月）, 17日（金）, 22日（水）, 23日（目）
集中講義
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8:30-12:10
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オンライン
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<主題と目標>
進化遺伝学(evolutionary genetics)とは集団内及び種内の遺伝的多様性（多型性）を定量・解析する集団遺伝学(population genetics)と種間の遺伝的多様性（相違性）を定量・解析する分子進化学(molecular evolution)の総称である。生物種内及び種間の遺伝子の多様性がどのようにして産み出されるのか（進化の機構）、そしてそれに基づき種内や種間の系統関係はどのようにしたら明らかにできるか（進化の歴史）を研究することが進化遺伝学の目的である。本講義はまず遺伝子頻度、自然選択、遺伝的浮動などの集団遺伝学的基礎概念及び塩基置換、遺伝子系統樹、中立説といった分子進化学的基礎概念について紹介し、それらの基本的な知の体系に基づいて適応進化を同定・検出する方法とその限界について解説する。これらを踏まえ今後の進化遺伝学研究の方向性について検討する。
The purpose of
this lecture is to provide theoretical framework for studying adaptive
evolution of gene function. Since it is the population and genes that change
over evolutionary time, it is essential to acquire basic knowledge of
population genetics to understand molecular evolution. I shall review several
basic concepts of population genetics such as gene frequencies, natural
selection and random genetic drift, then introduce the neutral theory of
molecular evolution. On the basis of the theorem, methods and their limitations
for detecting adaptive evolution are discussed. Finally, direction of
evolutionary genetic study will be discussed.
<内容>
具体的な講義項目は以下の通り
- 進化遺伝学序論：生命の進化史、大陸移動、絶滅、偶然と必然
Introduction:
history of life, continental drift, extinction, chance events
- 集団遺伝学 I（遺伝的多様性と自然選択）：遺伝的多様性、遺伝子頻度、自然選択
Population
genetics I: genetic variation, gene frequency, natural selection
- 集団遺伝学 II（遺伝的浮動）：遺伝的浮動、集団分化、コアレッセンス、浮動-突然変異平衡
Population genetics II: random genetic drift, population differentiation,
coalescence, drift-mutation equilibrium
- 集団遺伝学 III（塩基配列の集団データ）：塩基配列データ、塩基多様度、コアレッセンスシミュレーションと最尤推定、Tajima's D test、連鎖不平衡
Population genetics III: DNA sequence data, nucleotide diversity, coalescence
simulation and maximum likelihood estimation, Tajima's D test, linkage
disequilibrium
- 分子進化学 I（塩基置換）：塩基置換、分子進化速度
Molecular evolution I: nucleotide substitution, evolutionary rate
- 分子進化学 II（系統樹）：進化距離、系統樹作製上の留意点
Molecular
evolution II: evolutionary distance, phylogenetic
tree
- 中立説：遺伝的変異と遺伝子進化の標準帰無モデル
Neutral theory of molecular evolution: standard null model of genetic variation
and evolution
- 適応進化：種内多型、種間相違、種内対種間変異、同義対非同義塩基置換、収斂進化、適応進化検出の限界、適応進化vs機能進化
Adaptive evolution: within-species polymorphism, between-species divergence,
within vs between species variation, nonsynonymous vs synonymous nucleotide substitutions, convergent evolution, methodological
limitations, adaptive evolution vs functional evolution
- 進化遺伝学の今後：機能部位の予測と検証、遺伝子相互作用システムの進化
Perspectives:
testing inference of functional evolution, evolution of gene-interacting
system
<成績評価方法>
各時限ごとの小テストによる出欠確認と評価
<教科書・参考書等>
- A Primer of Population Genetics,
3rd ed., D.L. Hartl, Sinauer
Publishers (2000)
- Principles of Population Genetics, 4th ed., D.L. Hartl and A.G. Clark, Sinauer Publishers (2007)
- Molecular Evolution and Phylogenetics, M. Nei and S.
Kumar, Oxford University Press (2000)
- Fundamentals of Molecular
Evolution, 2nd ed., D. Graur and W.-H. Li, Sinauer Publishers (2000)
- 分子進化遺伝学、根井正利（五條堀孝・斎藤成也訳）、培風館 (1990)
- 分子進化の中立説、木村資生（向井輝美・日下部真一訳）、紀伊国屋書店 (1986)
- 生物進化を考える、木村資生、岩波新書 (1988)
- 種の起源(上)(下)、チャールズ ダーウィン(八杉龍一訳)、岩波文庫
<受講に関する要件等>
初回に自作のテキストを配布する。前回2019年度版を改訂。