いわゆる「運動神経の良さ」を明らかにする

Research Project

Project/Area Number	19K22809
Research Category	Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
Allocation Type	Multi-year Fund
Review Section	Medium-sized Section 59:Sports sciences, physical education, health sciences, and related fields
Research Institution	Kobe University
Principal Investigator	森山英樹神戸大学, 保健学研究科, 教授 (10438111)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	前島洋北海道大学, 保健科学研究院, 教授 (60314746) 亀岡正典神戸大学, 保健学研究科, 教授 (60281838)
Project Period (FY)	2019-06-28 – 2022-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help	¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000) Fiscal Year 2021: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000) Fiscal Year 2020: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000) Fiscal Year 2019: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Keywords	運動神経の良さ / 協調性 / 遺伝要因 / 環境要因
Outline of Research at the Start	運動に必要な能力には、身体能力と協調性能力がある。前者が生まれ持った素質である遺伝要因の影響を大きく受ける一方で、一般に「運動神経の良さ」とよばれる後者は環境により培われる能力とされてきた。先行研究と予備実験の結果を踏まえると、これまでの運動能力の概念とは異なり、「運動神経の良さ」には環境要因のみならず、遺伝要因も関与している可能性が出てきた。そこで、本研究では、協調性を司る遺伝子を同定するとともに、運動経験を積むことの協調性への影響を調べることで、いわゆる「運動神経の良さ」を明らかにする。
Outline of Annual Research Achievements	運動に必要な能力には、筋力や持久力などの身体能力と、体を思うように動かせる（協調性）能力がある。前者が生まれ持った素質である遺伝要因の影響を大きく受ける一方で、一般に「運動神経の良さ」とよばれる後者は運動経験など環境により培われる能力とされてきた。先行研究と予備実験の結果を踏まえると、これまでの運動能力の概念とは異なり、「運動神経の良さ」に環境要因のみならず、遺伝要因も関与している可能性が出てきた。そこで、本研究では、協調性を司る遺伝子を同定するとともに、運動経験を積むことの協調性への影響を調べることで、いわゆる「運動神経の良さ」の遺伝要因と環境要因の関与を明らかにすることを目的とする。遺伝要因はフォワードジェネティクスで調べる。協調性を測定するテストで能力が最も優れるマウスを3世代にわたり交配し、協調性に優れるマウスの家系を樹立する。8週齢のマウスに対し協調性試験であるロータロッド試験とバランスビーム試験を行い、協調性に優れる、あるいは劣るマウスを順位付けし、これを初代選択世代（G0）とした。G0の協調性に優れる、あるいは劣るマウス同士を交配させ、生後8週齢で協調性試験を行い、G0と同様にマウスを選択し（G1）、この選択交配実験をG4まで繰り返す予定である。このように、家系を樹立するまでに長期間を要することから、運動経験を積むことの協調性への影響（環境要因）を同時進行で調べている。マウスを通常環境で飼育する通常群と、通常環境よりも広いケージ内にホイールやトンネルなどを配置した環境で飼育し、かつ協調運動トレーニングを受けるエンリッチ群に分けて飼育を行っている。エンリッチ環境は、運動・感覚・認知的かつ社会的な刺激を与える生育環境である。協調運動トレーニングはロータロッドとバランスビームを用いて毎日行っている。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 当初計画通り、いわゆる「運動神経の良さ」の遺伝要因のための選択交配実験と、環境要因のためのエンリッチ環境およびトレーニングの介入を行っている。
Strategy for Future Research Activity	遺伝要因では、選択交配実験がG4まで終了後、そのマウスの脳・脊髄・骨格筋において全エクソームシーケンスにより責任遺伝子を同定する。同定した遺伝子変異を再現した遺伝子組換えマウスを作製し、協調性能力を協調性を測定するテストで精査する。その結果、遺伝子変異を再現したマウスがオリジナルのマウスと同じ性質を示すことをもって因果関係を実証する。一方、環境要因では、実験期間終了後、脳・脊髄・骨格筋においてエピジェネティクスをChIP-seqで分析することで、環境要因が協調性能力に影響する分子メカニズムを明らかにする。