2013 Fiscal Year Annual Research Report
生物システムの進化と環境変化：ヒトのゲノムに刻まれた環境の変化への適応を読み解く
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25291081
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | The Graduate University for Advanced Studies |
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Principal Investigator |
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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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
早川 敏之 九州大学, 基幹教育院, 准教授 (80418681)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 祖先型 / 遺伝子 / 環境変異 / リスク型 / 固定 / 霊長類 |
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| Research Abstract |
ヒトのゲノムには、チンパンジーと分岐して以来およそ600万年間のヒト特異的な環境適応のプロセスが刻まれている。近年のゲノム情報の解析からヒトの疾患関連遺伝子には、リスク型と非リスク型の多型があることがわかってきた。生活習慣病や精神障害などのヒトをとりまく環境に起因する疾患に関わる遺伝子を調べてみると、ヒト以外の霊長類ではデフォルトがリスク型であることが多いこともわかってきた。
本年度は、①ヒト以外の霊長類におけるヒト疾患関連遺伝子リスク型の固定の検証と②ST8SiaII遺伝子の統合失調症リスク型、非リスク型ハプロタイプの多型解析を行った。①については、マカクとヒトの比較から２種の共通祖先でヒトのリスク型が固定しているとされている93例について、霊長類8種（チンパンジー、ゴリラ、オランウータン、テナガザル、アカゲザル、ニホンザル、マーモセット、キツネザル）でリスク型が固定しているかどうかを検証した。その結果、20例については新世界ザル、あるいは原猿まで含めて、共通祖先でスク型が固定していることが確認された。また11例については非リスク型が固定している種が見つかり8例についてはヒトのリスク型とも非リスク型とも異なるアミノ酸残基に固定していた。②については、ST8SiaII遺伝子について、統合失調症リスクに関わるプロモーター多型の周辺10 kbの領域を、ヒトサンプルを鋳型にPCRにより増幅し、ダイレクトシークエンスによって塩基配列情報を得た。ヒトで知られているリスク型ハプロタイプ3種と非リスク型ハプロタイプ１種の分布をダイレクトシークエンスの結果から予測したところ、アフリカでは４種類全てのハプロタイプが見られ、中でもチンパンジー及びゴリラに固定されているリスク型ハプロタイプの一つの頻度が高いことが明らかとなった。
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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
霊長類８種類でリスク型で固定しているかどうかを39遺伝子座について検証することができた。また、リスク型が霊長類で固定している遺伝子座の一つであるST8SiaII遺伝子についてはリスク型、非リスク型のハプロタイプの出現時期と場所を推定する解析をおこなうための塩基配列の決定を順調に進めている。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成26年度は、ST8SiaII遺伝子についてリスク型・非リスク型のハプロタイプの塩基配列決定を進め、他の霊長類の配列も含め、遺伝子系図学的解析を行い、非リスク型、リスク型の出現時期についての推定値を得る。また、リスク型の固定がまだ未確定な、40余の遺伝子座について、固定しているかどうかの確認を進めると同時に、これらの遺伝子座についての分子進化学的解析を行う。さらに、リスク型が祖先集団で固定していたと推定される遺伝子座については、順次、非リスク型の対立遺伝子の塩基配列を決定し、その出現時期を推定する。
ヒト集団でのリスク型の対立遺伝子は、疾病と関連しているため、現有の66サンプルには含まれていない可能性がある。その場合は、1000人ゲノムのデータを用い、このデータからリスク型の対立遺伝子を含むゲノムDNAを特定し、そのそのゲノムDNAを購入し、解析を進める。
ハプロタイプの配列決定に際しては、、実験の時間を短縮し効率よく解析を行うために、次に示す二つのスッテプにわけて、配列決定を行う。
１）まずはリスク型、非リスク型の対立遺伝子のホモ接合体をみつけ、そのゲノムのハプロタイプのダイレクトシーケンシングを行うことで、リスク型・非リスク型の代表的な塩基配列を得る。この配列を用いて分岐時間の推定値を求める。
２）ついで、リスク型、非リスク型の人類集団への拡散の過程を明らかにするため、確実な方法としてサブクローニンゴ法により、ハプロタイプの塩基配列情報を得て、順次拡散過程の解析を行う。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
消耗品の購入に際し、当初予定した金額よりも、安い値段で購入できたため。
来年度の消耗品の購入に充てる。
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