東北大学 生物多様性進化分野 河田研究室

これから河田研に来る人のためにも書ける人がどんどんまとめてください。

Tajima's D

集団遺伝学で非常によく用いられる指標。田嶋文生先生が発表した。
多型サイト数 (Segregating site:S) と個体間の平均塩基相違数 (塩基多様度:Π) との違い (difference:D) を表す。

thetaT.png
thetaW.png
TajimaD.png

Vは分散を示す。とりあえずここでは雰囲気(値が正か負か)だけつかめればいい。
ちなみにθWはWatterson's θ、θTはΠ(塩基多様度)と呼ばれる、これまた集団遺伝学で用いられる指標。

実際に計算してみる。下の例では-は他の個体と同じ配列、*は多型となっているサイトを示す。

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この例では、多型サイト数は全部で3つ。これを(1+1/2+1/3)で割って、θW=1.63になる。
また、個体間の平均塩基相違数、塩基多様度は(2+1+3+1+1+2)/6=1.67となり、Tajima's Dは正の値となる。

次に以下のような状況の集団でTajima's Dを計算する。

-*------------
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-------*------
-----------*--

するとθW=4/(1+1/2+1/3)=2.2、θT=(2+2+2+2+2+2)/6=2となり、Tajima's Dは負の値をとる。
この例では二つの統計量にあまり差がないが、このようなシングルトン(1個体にしかない変異)が大量にあると…

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...
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θT=2(99.5)/99.5=2、θW=100/(1+1/2+…1/99)=19.31と、Tajima's Dは大きく負になる。

Tajima's Dが負の値をとるとき、個体間で塩基の相違数は少なく、頻度の低い変異が生じていることになる。
このとき、集団動態に変化がない場合はSelective sweep(選択的一掃:強い選択圧によって特定の変異が集団中に広まることで、その周辺領域の多様性も低下すること)が起きたと考えられる。

pop.png

しかし、もし過去に集団のBottleneckが起きていた場合、Selective sweepと区別することができない。
Bottleneckが生じると、集団内のhaplotypeはほぼ同じになり、Selective sweepと同等の効果があるためである。

このように集団がBottleneckを経験した(そして現在は増加中の)場合、もしくはSelective sweepを受けた場合にTajima's Dは負の値をとる。

逆に、各アリルの頻度が中間の状態だと、Tajima's Dは正の値をとる。この場合、
平衡選択によって多型が維持されるような選択圧が働いているか、もしくは集団が減少していると推定される。
(参照:Interpreting Tajima’s DCalculating Tajima's D始めよう!エコゲノミクス(5)


添付ファイル: filepop.png 202件 [詳細] filethetaW.png 175件 [詳細] filethetaT.png 214件 [詳細] fileTajimaD.png 176件 [詳細]

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Last-modified: 2017-10-26 (木) 09:21:33 (27d)