H26 バイオインフォマティックス概論宿題（5） —150106 配布・150120

H26 バイオインフォマティックス概論
宿題（5）
—150106 配布・150120 提出 —
氏名（
）
：学籍番号（
）
問題１．下記のゼブラフィシュ由来のタンパク質の配列を使って、問題に答えなさい。
>zebrafish_sequence_1
MASSFHLPRSASSTRETLENTSSESSDTEAAEKERSVEQRSDDGNADDPKKKKQRRQRTHFTSQQLQELEATFQRNRYPDMSTREEIAVWTNLTEA
RVRVWFKNRRAKWRKRERNQQMDLCKNSYLPQFSGLMQPYDDVYPTYTYNNWTNKGLTPAPLSTKNFTFFNSMSPLTSQSMFSAPSSISSMSMASG
MGHSAVPGMPTTGLNNIGNLNGIGGSTINPAMSSSTCPYGPPGSPYSVYRDTCNSSLATLRLKSKQHPSFGYSGLQSPGSSLNACQYNS
>zebrafish_sequence_2
MTSMKDPLSLDHHHHNHHVTGSKHTPLSMASSLQPLQRSVDSKHRLDVHTVSDTSSPESVEKEKGQSKNEDSNDDPSKKKRQRRQRTHFTSQQLQE
LEATFQRNRYPDMSTREEIAVWTNLTEARVRVWFKNRRAKWRKRERNQQAELCKNGFGPQFNGLMQPYDDMYPSYTYNNWAAKGLTSASLSTKSFP
FFNSMNVNPLSSQTMFSPPNSISSMSMSSSMVPSAVTGVPGSSLNSLNNLNNLSNPSLNSGVPTPACPYAPPTPPYVYRDTCNSSLASLRLKAKQH
SSFGYASVQNPASNLSACQYAVDRPV
１）２つのアミノ酸配列間の Identity と Similarity を示しなさい。
２）２つのタンパク質に共通して存在するドメインの名称をあげなさい。
３） N-末端に近い方のドメインの機能を説明しなさい。
４） Protein blast (BLASTP) 検索を行い（Database は non-redundant protein sequences を選択する）
、
それぞれの蛋白質の名称を同定しなさい。
５） >zebrafish_sequence_1 を問い合わせ配列として、MapViewer でヒトのアミノ酸データベース
（RefSeq protein）に対して BLASTP 検索を実行しなさい。検索された 2 種（pituitary
homeobox 1, pituitary homeobox 2 isoform c）と zebrafish _sequence_1 と 2 の配列を使って、分子
系統樹を作成しなさい（http://clustalw.genome.jp/を使用）
。系統樹を rooted phylogenetic tree
with branch length で図示しなさい（手書きでもよい）
。
６）パラログとオルソログの関係にある配列を一組ずつあげなさい。
問題２．マウスの Nodal (mouse Nodal) について、次の問題に解答しなさい。
（１）Nodal に対してアンタゴニストとして機能するシグナル因子を２種類あげなさい。
（２）Nodal からの細胞内シグナル伝達経路で機能する遺伝子を２種類あげなさい。
（３）Nodal シグナルによって発現が誘導される転写因子の名称を示しなさい。
（４）マウス Nodal は何番染色体に存在しますか。また遺伝（連鎖）地図上のマップポジション、
配列地図上の位置を示しなさい。
（５）マウスゲノムで Nodal の上流と下流に配置する遺伝子の名称を示しなさい。
問題３．原索動物のカタユウレイボヤ(Ciona intestinalis)の Troponin T (accession No.
XP_002131161)のアミノ酸配列をデータバンクから取り出し、
取り出した配列を問い合わせ配列に
使って Map Viewer （NCBI）でウシ（Bos taurus）のアミノ酸データベース（RefSeq protein）
に対して BLASTP 検索を行いなさい。検索結果を基に、次の問題に答えなさい。なお Troponin T
は、筋肉を構成するタンパク質の一種です。
（１）ウシゲノムには何種類の Troponin T が存在しますか。また各 Troponin T の名称を示し、
名称からどの組織で発現するか推定しなさい。なお isoform X が付けられているものは同
じ遺伝子からの産物なので、無視してください。
（２）カタユウレイボヤとウシ Troponin T で分子系統樹を作成し（http://clustalw.genome.jp/を使
用）
、結果を unrooted phylogenetic tree with branch length で図示しなさい。
（３）カタユウレイボヤのゲノムに存在する Troponin T 遺伝子は１種類のみです。分子系統樹
の結果から、ウシホモログ遺伝子の分岐過程についてゲノム重複と関連づけて考察しなさ
い。また機能的な進化についても考察しなさい。
問題 4．次の配列は特定のヒトの次世代シーケンサーで得られた 100 bp の配列だと仮定します。
配列を使って、次の問題に答えなさい。
>NGS_100_bp
GAAGAAGCCTAAATCCCAAAGGAACAGAAGTATTCATTCCTGCAGAACCCCCAGACCTCCC
TCTGTTTCTCAGAGTCTATTCCGACACCCTCCAACAGGG
（１）この配列を参照ヒトゲノム配列に対してマップし、コードする遺伝子を調べなさい。
（２）参照ゲノム配列と配列が異なる箇所を見つけなさい。
（３）この配列の変化によりアミノ酸配列とタンパク質の構造にどのように変化していると予
測されますか。
問題 5．
（１）この授業で一番興味を持った内容とその理由を書いてください。
（２）研究室配属後、授業で習ったことをどのように利用できると思いますか。
（３）ゲノムデータベースは農学でどのように利用できると考えますか。

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