遺伝子系図

遺伝子系図（いでんしけいず、英: genetic genealogy）とは、遺伝子上の情報を基にした系図である^[1]。

個体間の遺伝的関係やその度合いを決定する目的で用いられる^[1]。

概要

分子生物学^[2][3]やコンピュータ技術の進展^[4][5]により、ある個体からサンプルされたオーソロガスな遺伝子について、ヌクレオチド単位で個体間比較、種間比較が可能となった。このことは遺伝子の進化の歴史や系統関係について実験や統計を用いて定量的に議論できることを意味する。実際には生物集団内における遺伝子系図を決定することは容易ではないが^[6][7]、これは個体が移動すること（遺伝子流動）や核マーカーにおける遺伝的組み換えの効果、自然選択の効果、また個体群動態の変化^[1]などを、広範囲より採取したサンプルを詳細に比較することによって導き出される^[1]。

全人類の遺伝子系図

2005年4月13日、アメリカのナショナルジオグラフィック協会・IBM・アリゾナ大学・Family Tree DNAが、スペンサー・ウェルズ博士をプロジェクト・ディレクターとして、全世界のあらゆる地域、あらゆる民族の遺伝子データを集めたジェノグラフィック・プロジェクトや1000人ゲノムプロジェクト等によって全世界の人類の系統が明らかになり、これらの成果を基に各国が個別に研究していた枝を総合しISOGGのまとめられ、かつては不可能と思われていた全世界人類系図の詳細が明らかとなった^[8]。

遺伝子比較による全人類の男系系図

人類共通祖

A0000

A000-T

PR2921

A00

A0

A1a

A1b1

サン族

L1090

P305

V221

M42

M168

E系統

YAP

CTS3946

A5580.2

ナイジェリア

F6251

M15

チベット

Y34637

ジャラワ族

M174

CTS11577

Z3660

M64.1

L1366

フィリピン

※以下縄文人の系統

CTS131

CTS220

CTS10495

Z17176

BY113470

FT413039

CTS11285

PH2316

Z38287

Z38284

Z38289

CTS1824

CTS11811

CTS288

CTS1815

Y456902

礼文島人骨

Z40665

M116.1

CTS6609^^

CTS103

Z42462

伽耶王陵骨

CTS1897

CTS11032

CTS218

CTS6909

加徳島人骨

F8521.3

CTS3033

M151

P120

CTS1964

BY169023

CTS964

CTS722

BY169030

Z30644

CTS4292

Z31517

CTS429

Z31512

CTS1798

M125

CTS291

P12.1

JST022457

P53.2

Page3

CTS3397

Z1500

Z1504

BY149852

FGC34008

L137.3

Z40625

Z45993

Z40609

CTS217

CTS3327

FT8762

Z38475

CTS8093

FGC6373

FGC6372

FGC6384

BY45234

BY26014^^

Z40614

Z46276

FGC30021

Z31548

FT262409

Z31553

FT117379

CTS4093

CTS6223

BY166058

Z40687

Z35641

Z40688

P143

M89

F1329

M578

L15

Y27277

H系統

M216

G系統

アイスマン

F3393

CTS11043

M8

CTS9336

CTS6678

Z7972

Y170131

Y170130

M217

F1067

Z1312

F2613

CTS4021

CTS2657

CTS11990

Z31664

Y112121

MF1792

Z31665

CTS3579

MF2816

Y86025

Y87983

Y89130

MF2828

I系統

CTS5368

IJ系統

J系統

L255

F1614

M172

M410

M9(P128)

LT系統

M12

M526

M2308

F549

M214

M175

YSC0000186

PF5850

N系統

V1651

M1254

P337

P284

P226

R系統

Y482

M173

L146

Q系統

L472

L722

M343

L275

Y6503

F2905

TAT

Z4762

L729

Z1956

Y149447

CTS4202

Y3037

F1360

L666

F1101

F1154

Y23741

Z19795

F710

P43

CTS1350

F1998

Y71703

Y61463

Y24250

S27742

Y173843

Y174089

MF1633

Y155075

MF41795

F2320

F265

M268

M176 (P49)

F855

CTS9259

F1204(K10)

M122

F36

M324

L465

CTS2483

CTS10573

CTS879

FT318429

SK1670

MF9328

F18629

MF9361

SK1671

MF22416

MF21150

F18

F117

F2

F60

F2180

F26105

MF6914

MF16001

MF14442

MF18457

Y16154

Y27894

SK1686

Y46851

F4054

F15439

FGC5448

MF2463

MF2478

MF47835

FTC52891

MF9486

MF8073

47z (K7)

CTS1348

CTS11986

※以下弥生人の系統

CTS8379

ACT4054

Y130364

CTS2748

Z24599

CTS1351

BY146002

Y130014

CTS9852

K14

Z24594

CTS525

FT217340

FT350225

CTS11088

BY179281

BY178096

BY178807

Y126340

F2868

L682

CTS723

Y24057

F940

CTS7620

CTS4596

Y61286

Page90

BY162375

CTS1175

MF14346

A12446

PH40

FGC67537

FT41750

MF14220

FGC67568

Y72859

MF16242

MF14245

FT281275

(出典)"ISOGG Tree"(Ver.15.73), "Y-Full"(Ver.12.00), "FTDNA Big Y Tree"

使用例

• Y染色体ハプログループ
• ミトコンドリアDNAハプログループ

出典

1. Tajima 1983, pp. 437–460.
2. 高畑 1986a, pp. 57–61.
3. 高畑 1986b, pp. 77–83.
4. 石川、田中、宮崎 2014, pp. 1167–1176.
5. Mahmoudisaber 2017, 『ヒト科とヒト上科特有のコード・非コードゲノム要素の進化的変化に関するコンピュータ解析および実験的解析』.
6. 颯田 2005, pp. 1749–1752.
7. 舘田 2010, pp. 335–335.
8. "Genographic:Permanent Markers" (The Genographic Project), National Geographic.

参考文献

主な執筆者名のアルファベット順→50音順。

• Tajima, F (1983). “Evolutionary relationship of DNA sequences in finite populations.” (pdf). Genetics 105: 437-460. http://www.genetics.org/content/105/2/437.full.pdf.
• Mahmoudisaber, Morteza (2017-03-23) (英語). Computational and experimental analysis of evolutionary changes at Hominidae and Hominoidea specific coding and conserved noncoding genomic elements. 東京大学. doi:10.15083/00075664。NAID 500001080701。並列タイトル『ヒト科とヒト上科特有のコード・非コードゲノム要素の進化的変化に関するコンピュータ解析および実験的解析』、博士論文(理学)：甲第33572号。
• 石川淑, 田中飛鳥, 宮崎敏明「FPGAを用いたBLASTアルゴリズムの高速化」『情報処理学会論文誌』第55巻第3号、2014年3月、1167-1176頁、ISSN 1882-7764、NAID 110009752406。
• 石坪卓麻「遺伝子系図による合祖時間の研究 : 有限サイトモデルによる推定(6.平成18年度修士論文)」『Annual review』第11巻、名古屋市立大学、2006年、112頁、ISSN 13429329、NAID 110006979758。
• 五條堀孝「バイオインフォマティクス：生命の多様性と進化に基づく生命科学の統合化に向けて（総研大レクチャー）」（pdf）『総研大ジャーナル = Sokendai journal』第5号、総合研究大学院大学教育交流センター、2004年3月25日、26-28頁、NAID 110006433948、2021年7月20日閲覧。 2003年（平成15年）当時の議論の梗概。
• 颯田葉子「20万年前の人類の祖先は何人だったか? (二層膜オルガネラの遺伝学) -- (哺乳類のミトコンドリア 哺乳類ミトコンドリアゲノムの遺伝と進化)」『蛋白質核酸酵素』第50巻第14号、共立出版、2005年11月、1749-1752頁、ISSN 0039-9450、NAID 40007006388。
• 高畑尚之「細胞質オルガネラDNAの変異と進化-3-遺伝子系図学-1-」『遺伝』第40巻第3号、裳華房、1986年3月、57-61頁、ISSN 0387-0022、NAID 40000130751。
• 高畑尚之「細胞質オルガネラDNAの変異と進化-4-遺伝子系図学-2-その応用」『遺伝』第40巻第4号、エヌ・ティー・エス、1986年4月、77-83頁、ISSN 0387-0022、NAID 40000130725。
• 舘田英典「樹木識別あるいは系統解析におけるバーコード情報の可能性」『日本森林学会大会発表データベース』第121巻第0号、日本森林学会、2010年、335-335頁、doi:10.11519/jfsc.121.0.335.0、NAID 130004617876。
• 能登原盛弘「集団遺伝学における確率モデル」『Annual review』第9号、名古屋市立大学、2005年3月、41-47頁、ISSN 1342-9329、NAID 110004628452。

関連項目

研究領域

• 系譜学
• 生物系統地理学
• 生物地理学
• バイオインフォマティクス
• 分子系統学

用語

• 遺伝的多様性
• 系図
• 系統樹
• 相同
• DNAバーコーディング

研究機関

• 国立遺伝学研究所

関連文献

出版年順

• 高畑尚之「遺伝子系図学のすすめ」『科学』第58巻第5号、岩波書店、1988年5月、278-286頁、ISSN 00227625、NAID 40000394958、NDLJP:3218299。
• Takahata N (1989) "Gene genealogy in three related populations: consistency probability between gene and population trees." Genetics, 122, 957–966.
• Hudson RR (1990) "Gene genealogies and the coalescent process." Oxford Surveys in Evolutionary Biology 7: 1–44.
• Kingman, J.F.C. (2000) "Origins of the coalescent 1974–1982." Genetics 156:1461–1463.
• Rosenberg and Nordborg (2002) "Genealogical trees, coalescent theory and the analysis of genetic polymorphisms." Nature Reviews Genetics 3: 380–390.
• 斉藤成也「遺伝子からみた東ユーラシア人」『地學雜誌』第111巻第6号、東京地学協会、2002年12月、832-839頁、doi:10.5026/jgeography.111.6_832、ISSN 0022135X、NAID 110000380014。
• 鈴木増雄、荒船次郎、和達三樹（編）『物理学大事典』朝倉書店、2005年。「遺伝子系図学」766、「遺伝的浮動」765。
• 日本バイオインフォマティクス学会（編）『バイオインフォマティクス事典』共立出版、2006年。「遺伝子系図」585、「遺伝統計学多型マーカー」587。
• 森林総合研究所（編）『森林大百科事典』朝倉書店、2009年。「遺伝子系図」259、「遺伝子系統樹」265、「遺伝子多様度」260、「遺伝子地図」251。
• 津村義彦、陶山佳久（編）『森の分子生態学』第2巻、文一総合出版〈種生物学研究 ; 特別号〉、2012年。「遺伝子系図学 gene genealogy」53。
• 日本進化学会（編）『進化学事典』共立出版、2012年。「遺伝子系図」506-509, 511-514, 673、「遺伝子系図学」630、「遺伝子系図」50916.5。
• 小酒井亮太「地理的構造を持つ遺伝子系図モデルの研究」名古屋市立大学 博士論文 (生体情報), 甲第1546号、2016年、NAID 500000975142。
• 「遺伝子系図を使った犯罪捜査への期待と懸念」『Natureダイジェスト』第17巻第12号、東京 : ネイチャー・ジャパン、2020年12月、16–21。ISSN 2189-7778。