APR 29, 2026

Jalview を用いた配列レベルでの多様性の評価

ここで説明するモデルは、多くの異なる種で発現される単一のタンパク質の配列間に見られる類似性を明らかにするものである。例えば、猫、犬、ヒトといったさまざまな哺乳類で産生されるインスリンは、アミノ酸配列の点でどのように異なるのだろうか。どの領域が保存されており、その理由は何か。 メラニンを生成する酵素であるチロシナーゼについてはどうでしょうか。この酵素は、羽の色を決定するコリアウズラのような鳥類や、鱗の色合いを左右するメダカなどでも生成されています。この重要な酵素は、鳥類やヒトといった極めて異なる種で発現される場合と、魚類で発現される場合とでは、どのように異なるのでしょうか？ Jalviewは、この点に関する好奇心を満たしたい学生向けにオンラインで利用できる無料のバイオインフォマティクスツールです。このツールを使用すると、タンパク質、DNA、RNAの配列データを業界標準のデータベースやその他の場所から直接インポートし、類似性の高い領域を視覚的および数学的に導き出すことができます。配列の重複や変異は、2次元アラインメントと3次元分子ビューの両方で確認できます。 学生は、16歳から18歳の学生向けに設計された教育リソースである「Jalview Schools Workbook」をダウンロードすることができます。このガイドでは、同じタンパク質を発現する哺乳類、爬虫類、鳥類、昆虫、微生物など、さまざまな種の間の遺伝的類似性を判断するために、系統樹をどのように構築できるかを示しています。その結果として得られる配列の集合（「アラインメント」と呼ばれる）についても、保存性を検証したり、3Dで可視化したりすることができます。 これらの演習は、Jalviewのウェブ版であるJalviewJSを使用して行いますが、生徒はデスクトップ版をインストールして、ソフトウェアをさらに深く探求することも可能です。Jalviewを使用することで、生徒たちは「多様性が意味を持つのは、まず類似性の根拠が確立されてからに過ぎない」という基本原則を理解できるようになります。これは、科学の領域をはるかに超えて広がる、非常に重要な気づきです。

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