2016 Fiscal Year Research-status Report
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16K07535
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
早川 敏之 九州大学, 基幹教育院, 准教授 (80418681)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
颯田 葉子 総合研究大学院大学, 先導科学研究科, 教授 (20222010)
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| Project Period (FY) |
2016-10-21 – 2019-03-31
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| Keywords | ヒトの進化 / 精神機能 / 脳 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
我々現生人類は今も様々な環境に適応し進化している。しかし現生人類において精神機能に対して働いた適応については、全く分かっていない。我々は、細胞表面糖鎖末端に位置するシアル酸の研究により、脳特異的シアル酸糖鎖（ポリシアル酸）を介した脳細胞間の相互作用がヒト特異的に出現し、ヒトとしての高次精神機能の獲得に関わっていることを見いだしてきた。そこで、このヒト特異的脳細胞間の相互作用に注目し、それを構成する分子である、ヒト特異的に脳発現を獲得しポリシアル酸を認識するSiglec-11、ポリシアル酸を合成するST8Sia2、ポリシアル酸が付加される神経細胞接着分子（NCAM）の現生人類の進化を調べることで、現生人類出現後の精神機能の適応的進化について検討を行なっている。
Siglec-11のシアル酸認識に関わるドメインを進化的に解析したところ、ポリシアル酸に対する認識能の獲得は、シアル酸認識ドメインに働く機能的制約のゆるみによる前適応的な結果であることが分かった。また、Siglec-11のシアル酸認識機能を糖鎖マイクロアレイにより詳細に検討したところ、Siglec-11はポリシアル酸とともに別のシアル酸糖鎖もリガンドとしていることが分かった。このことは、ポリシアル酸を介したSiglec-11による脳細胞間の相互作用以外に、別のシアル酸糖鎖を介した脳細胞間の相互作用が存在することを示唆する。
以上の結果は、Siglec-11のヒト特異的な脳発現は、複数の脳細胞間の相互作用を生み出している可能性を示し、Siglec-11のヒトの高次精神機能の獲得における役割は、予想以上に大きいと見られる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
これまでのところ、Siglec-11のシアル酸認識ドメインの進化とシアル酸認識能についての知見が得られているとともに、ST8Sia2のプロモーター領域のハプロタイプの推定とそれを用いた正の自然選択の検討に着手している。Siglec-11のシアル酸認識能については、海外の研究協力者の協力のもと、糖鎖マイクロアレイ解析による大規模な解析を行なった。一方、シアル酸認識ドメインについての進化解析は、研究分担者の協力のもと行なった。研究目的の４つの課題のうち、２つの課題に進展が見られるため、順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成29年度は研究計画通り、Siglec-11、ST8Sia2、NCAMのハプロタイプの推定を行なうとともに、それらハプロタイプを用い、各分子に働く正の自然選択を検討する。またST8Sia2においては、プロモーター活性に関わる多型からプロモータータイプを分類し、タイプ間で活性を比較検討する。
糖鎖マイクロアレイ解析であるが、当初は平成29年度に行なう予定であった。しかしながら、研究をすすめる過程で、Siglec-11のポリシアル酸に対する認識が前適応的な進化の結果であることが判明したため、Siglec-11のシアル酸認識能の多様性を事前に把握することが急務となった。このため、年度間で実施内容の一部入れ替えを行なった。この入れ替えは、研究計画を変更するものではない。
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| Causes of Carryover |
平成29年度に行なう予定であった糖鎖マイクロアレイ解析と、平成28年度に行なう予定であった実験によるSiglec-11遺伝子のハプロタイプの推定を入れ替えた。これは、研究をすすめる過程で、Siglec-11のポリシアル酸に対する認識が前適応的な進化の結果であることが判明したことにより、Siglec-11のシアル酸認識能の多様性を事前に把握することが急務となったためである。この入れ替えにともなって次年度使用額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度使用額の生じた理由が実施内容の一部入れ替えによるもののため、当初の予定に従い、平成29年度への実施へと入れ替えた内容（実験によるSiglec-11遺伝子のハプロタイプの推定）のために使用する。
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