宮田 隆(みやた たかし、1940年 - )は、日本の分子進化学者。京都大学名誉教授。
物理学から生物学へと転向し、DNAやタンパク質の配列解析手法の開発、およびそれを用いた進化系統学や分子進化機構に関する研究成果を挙げ、日本の分子進化学および理論生物学の発展を牽引した。
経歴 1940年 - 東京都葛飾区に生まれる。 1959年 - 東京都立両国高等学校卒業。同窓生には郷通子がいた。 1964年 - 早稲田大学理工学部応用物理学科卒業。 1969年 - 早稲田大学大学院理工学研究科応用物理学専攻博士課程修了。理学博士の学位を取得。 1969年 - 名古屋大学理学部物理学科 助手。 1973年 - 九州大学理学部生物学科 助教授。物理学から生物学に転向する。 1995年 - 京都大学大学院理学研究科生物科学専攻生物物理学教室 教授。 1998年 - 日本進化学会設立準備会の世話人代表を務める。 2000年 - 日本進化学会初代副会長に就任。 2001年 - 日本進化学会第2代会長に就任。 2004年 - 京都大学教授を定年退職。京都大学名誉教授。 2005年 - JT生命誌研究館 常勤顧問に就任。 2009年 - JT生命誌研究館 顧問に就任。
業績 生物学的配列解析手法の考案と実践 1983年、DNA塩基配列やタンパク質アミノ酸配列に基づいて生物進化や機能進化を理解するための「ホモロジーサーチ(相同性検索)法」を実践した。自身で構築した配列データベースを適用し、レトロウイルスの逆転写酵素と、B型肝炎ウイルスおよびカリフラワーモザイクウイルスのポリメラーゼとの間に相同性があることを発見し、Nature誌に発表した。この発見は、それまでレトロウイルス特有と考えられていた逆転写酵素が他のウイルスにも存在することを示し、のちの「逆転写酵素は全生物に存在する」という概念の契機となった。また、この手法は遺伝子の部分的な相同性(機能ドメイン)の発見や、ドメインシャフリングによるタンパク質機能の多様化という分子進化学における重要な新概念の創出にもつながり、後年のゲノム科学や計算生物学における配列注釈(アノテーション)の基礎となった。
さらに、DNAの塩基置換速度をアミノ酸置換を伴う「非同義置換」とアミノ酸置換を伴わない「同義置換」に区別する概念およびその推定法を数理モデルに基づいて初めて考案した。のちに、高速フーリエ変換を利用した多重配列アライメントプログラム「」の開発にも携わった。最初のMAFFT論文は1万7000回以上の被引用数を記録し、新型コロナウイルスの配列解析などにも広く活用されている。
進化系統学への貢献 地球上の全生物の最上位分類群である三超生物界(真正細菌、古細菌、真核生物の3ドメイン)の系統関係の解明において、遠縁の生物(外群)が存在しないという問題を解決するため、全生物が共有する「重複遺伝子」に着目した。三超生物界の分岐以前に起きた遺伝子重複を利用して「複合系統樹」を構築する手法を考案し、真正細菌が最初に分岐し、次いで古細菌と真核生物が分岐したという系統関係を明瞭に示した。
このほか、単一の遺伝子による系統解析の問題点に着目し、複数の遺伝子や進化速度の安定した遺伝子を用いるアプローチによって、「動物・植物・菌類の三生物界の系統関係」やその分岐年代を推定した。
分子進化機構の解明 木村資生が提唱した「中立進化説」について、自身が開発した塩基置換速度の推定法を用いることで実証的・理論的アプローチを行った。「正常なタンパク質におけるアミノ酸置換は物理化学的に近い(中立な)間で起こりやすいこと」、「同義置換速度の方が非同義置換速度よりも大きいこと」、「機能を持たない偽遺伝子の進化速度が最も速いこと」などを発見し、中立説が実際の分子進化を説明できることを実証した。
また、分子進化の源である突然変異が精子形成時の複製エラーに起因すると仮定し、細胞分裂回数が圧倒的に多いオス側において突然変異が蓄積しやすいとする「」(male-driven evolution)を理論モデルとデータから提唱した。この説は哺乳類のデータから提唱されたが、のちに他の研究グループによって鳥類、爬虫類、魚類、昆虫などにも拡張され、異形配偶子性生物における一般的な進化機構として認められている。
遺伝子重複やドメインシャフリングによる遺伝子数の多様化が、生物の形態的な多様化(カンブリア爆発など)とは連動しておらず、後生動物進化の初期や脊椎動物進化の初期など、特定の時期に限定して起きたことも理論と実験を組み合わせて明らかにした。
プロジェクトの牽引と学会設立 1990年代からは、日本の分子進化学における大型プロジェクトを研究代表者として率いた。1998年には日本進化学会の設立準備会世話人代表を務め、1999年の学会発足後は初代副会長(2000年)、第2代会長(2001年)を歴任。分子進化のみならず、表現型進化や形態学、生態学にわたる分野横断的な進化学コミュニティの基礎構築に貢献した。 重点領域研究「分子進化学の新展開の推進」(1994年–1997年) 学術創成研究費「生物多様性の分子生物学」(1999年–2003年)
受賞歴 1996年 - 日本遺伝学会木原賞 2002年 - 木村資生記念学術賞(日本進化学会)
著書
※上記『分子進化学への招待』の新版・改題
主要論文
脚注
参考文献
関連項目 分子進化 遺伝子重複
中立進化説
外部リンク 宮田隆の進化の話(JT生命誌研究館) サイエンティストライブラリー(JT生命誌研究館)
日本進化学会 Miyata Takashi in the Evolution Tree of Academic Family Tree