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進化医学が拓く新たな人類学:ヒト集団で広範にみられる解毒酵素欠損多型の進化的背景

Research Project

Project/Area Number 14J04456
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Physical anthropology
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

齊藤 真理恵  東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2014-04-25 – 2017-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
Fiscal Year 2016: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2015: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords人類学 / ゲノム進化 / 代謝酵素 / 集団遺伝学 / 人類進化 / DNA / 解毒代謝 / 遺伝子 / 霊長類 / 進化人類学 / 自然選択 / 遺伝的浮動 / 比較ゲノム / 解毒酵素
Outline of Annual Research Achievements

本研究は,細胞解毒酵素グルタチオン-S-トランスフェラーゼμ (GSTM)1をコードするGSTM1遺伝子欠失多型が人類集団中に維持され,集団によって異なる頻度を示す進化的背景を明らかにすることを目的とした。
GSTM1欠失の分布が適応の結果かどうかを検討するため,1000ゲノムプロジェクトのデータ(東アジア,ヨーロッパ,アフリカ集団)を用いて統計的解析をおこなった。まず,解析に用いる,欠失と連鎖した領域を探すため,欠失と周辺SNPのR2を計算したが,欠失近傍でも<0.5程度の低い値しか算出されず,この領域でgene conversionやrecombinationが起きたことが示唆された。0.5程度のR2をもつGSTM1遺伝子の上流及び下流の約10kbをタグ領域と定め,その配列を集団間で比較した。結果,東アジア人とアフリカ人の間で高いFst(上流0.4,下流0.6<)をもつSNPが観察され、それらのSNPは東アジアにおいてのみGSTM1遺伝子欠失と比較的高い連鎖不平衡値(R2)を示した。また,東アジアにおいては,欠失と連鎖しているハプロタイプが高頻度だった。これは,東アジアにおいてこのハプロタイプあるいは欠失が適応的だったことを示唆する。
また,本年度はGSTM1欠失をヘテロにもつヒト7個体,チンパンジー7個体の欠失アリルを解読し、参照ゲノムを含めて詳細な比較解析をおこなった。その結果、ヒトとチンパンジーで欠失のbreak pointが非常に近いことが明らかになった。また,ヒトにおいてもチンパンジーにおいても非常に近い部位でgene conversionがおき、それによってGSTM1遺伝子両側の配列の類似性が局所的に非常に高くなり、どちらの系譜においても同じメカニズムでGSTM1遺伝子欠失が起きたと推測された。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2016 2015 2014

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Journal Article] Distributions of the GSTM1 and GSTT1 null genotypes worldwide are characterized by latitudinal clines.2015

    • Author(s)
      Marie Saitou and Takafumi Ishida
    • Journal Title

      The Asian Pacific Journal of Cancer Prevention

      Volume: 16 Issue: 1 Pages: 355-61

    • DOI

      10.7314/apjcp.2015.16.1.355

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] ヒト・チンパンジーに共通する解毒代謝酵素GSTM1遺伝子欠失多型の進化的背景2016

    • Author(s)
      齊藤真理恵、Omer Gokcumen、石田貴文
    • Organizer
      第70回日本人類学会
    • Place of Presentation
      学生総合プラザSTEP(新潟県新潟市)
    • Year and Date
      2016-10-08
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] A hotspot of chromosomal rearrangements was revealed by comparative Hominidae genomics2016

    • Author(s)
      ○Saitou M
    • Organizer
      JSPS 8th HOPE meeting with Nobel laureate
    • Place of Presentation
      つくば国際会議場(茨城県・つくば市)
    • Year and Date
      2016-03-07
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 解毒代謝酵素 GSTM1 の遺伝子全長欠失多型はヒト-チンパンジー間で独立に生じた2015

    • Author(s)
      ○齊藤真理恵,石田貴文
    • Organizer
      第31回日本霊長類学会
    • Place of Presentation
      京都大学百周年時計台記念館(京都府・左京区)
    • Year and Date
      2015-07-18
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Evolutionary analysis of deletion polymorphism of the entire GSTM (glutathione S-transferase mu) 1 gene generated by a homologous chromosomal recombination suggests multiple deletion events2015

    • Author(s)
      ○Saitou M and Ishida T,
    • Organizer
      Society for Molecular Biology and Evolution meeting 2015
    • Place of Presentation
      Vienna (Austria)
    • Year and Date
      2015-07-12
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] DISTRIBUTIONS OF THE GSTT1 NULL GENOTYPE WORLDWIDE IS CHARACTERIZED BY A LATITUDINAL CLINE2015

    • Author(s)
      ○Saitou M and Ishida T,
    • Organizer
      International Society for Applied Biological Sciences 2015
    • Place of Presentation
      Bol (Croatia)
    • Year and Date
      2015-06-22
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ヒト集団で広範にみられる解毒酵素遺伝子GSTM1欠失アリルの進化的起源2014

    • Author(s)
      齊藤真理恵
    • Organizer
      第68回日本人類学会大会
    • Place of Presentation
      浜松
    • Year and Date
      2014-10-31 – 2014-11-03
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 細胞解毒酵素GSTMの進化医学.-ヒトを含む霊長類GSTMの分子進化-2014

    • Author(s)
      齊藤真理恵
    • Organizer
      第16回日本進化学会大会
    • Place of Presentation
      高槻
    • Year and Date
      2014-08-21 – 2014-08-24
    • Related Report
      2014 Annual Research Report

URL: 

Published: 2015-01-22   Modified: 2024-03-26  

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