ヒト遺伝的多型の生体機能解析実験系の構築―メダカをモデルとした新たなアプローチ

• 研究課題/領域番号: 10J06207
• 研究種目: 特別研究員奨励費
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 国内
• 研究分野: 自然人類学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 勝村 啓史 東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 特別研究員(DC2)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円); 2011年度: 700千円 (直接経費: 700千円); 2010年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
• キーワード: ヒト遺伝的多型 / SNP / メダカ / 集団遺伝学 / cytochrome P450 / 野生集団 / mtDNA / D-loop

研究概要

【背景】
近年ヒト集団において膨大な量のゲノムワイドな遺伝的多型データが蓄積されているが、それらの対立遺伝子(アレル)がどのような表現型に影響するかの機能解析を行う有効な実験系がない。
【目的】
メダカ集団をヒト集団のアナロジーとして捉え、ヒトでアレル間での機能差が知られているcytochrome P450(CYP)遺伝子に着目し、メダカを用いたヒト多型のアレル間の機能差を推定する実験系を構築する。
【平成23年度の成果】
1、平成22年度にサンプリングした南日本グループの野生メダカDNAサンプル(青森94個体、岩手149個体、茨城173個体、千葉124個体、岡山95個体、広島96個体、佐賀96個体、沖縄149個体の計976個体)を用いて、ミトコンドリアDNA・D-loop領域の塩基配列解析を行い、南日本グループの遺伝的多様性が北部九州(佐賀)を起源とする可能性を示した(Katsmura et al. 2012)。
2、メダカ地域集団に見られたCYPアレルの酵素活性を、GAL4-UASシステムを用いた培養細胞発現系により測定した。ヒトCYPアレル間で酵素活性差が見られる基質を用いたところ、メダカのCYPアレル間でも有意な酵素活性差が観察された。
3、有意な酵素活性差を示したアレルを持つ地域集団の生体を用いて、CYPが代謝する基質を使い薬剤暴露実験を行った。その結果、上記の2によって示された酵素活性が異なるアレルを持つ地域集団間で、薬剤暴露後の行動に違いが見られる可能性が示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] A population genetic study on the relationship between medaka fish and the spread of wet-rice cultivation across the Japanese archipelago (2012)
  • 著者名/発表者名: Katsumura, T., Oda, S., Tsukamoto, K., Sekiya, Y., Yamashita, T., Aso, M., Hata, M., Nonaka, M., Mano, S., Ishida, H., Mitani, H., Kawamura, S., Oota, H.
  • 雑誌名: Ａｎｔｈｒｏｐｏｌｏｇｉｃａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ 巻: 120 号: 1 ページ: 81-89
  • DOI: 10.1537/ase.110525
  • NAID: 10030738530
  • ISSN: 0918-7960, 1348-8570
  • 査読あり
• [学会発表] メダカ集団を用いたヒト多型の生体機能解析実験系の検討-cytochrome P450に着目して (2011)
  • 著者名/発表者名: 勝村啓史、尾田正二、三谷啓志、河村正二、太田博樹
  • 学会等名: 第11回東京大学生命科学シンポジウム
  • 発表場所: 東京(東京大学本郷キャンパス)
  • 年月日: 2011-06-04
• [学会発表] Allelic Variations of Cytochrome P450 1B1 in Wild Medaka Populations : Curious Similarities to Humans' Polymorphisms and Their Functions (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Katsumura, S.Oda, H.Mitani, S.Kawamura, H.Oota
  • 学会等名: The 1st Strategic Meeting for Medaka Research
  • 発表場所: Okazaki (Okazaki Conference Center), Japan
• [学会発表] Allellc Variations of Cytochrome P450 Genes in Wild Medaka Populations : Curious Similarities to Humans' Polymorphisms and Their Functions (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Katsumura, S.Oda, H.Mitani, S.Kawamura, H.Oota
  • 学会等名: Isogenic Medaka Workshop
  • 発表場所: Hinxton, UK
• [学会発表] Allelic variations of cytochrome P450 genes in wild medaka populations : a parallelism to human alleles (2011)
  • 著者名/発表者名: 勝村啓史、尾田正二、三谷啓志、河村正二、太田博樹
  • 学会等名: 第13回日本進化学会
  • 発表場所: 京都(京都大学百周年時計台記念館)
• [学会発表] Allelic Variations of Cytochrome P450 Genes in Wild Medaka Populations : a Parallelism to Human Alleles (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Katsumura, S.Oda, H.Mitani, S.Kawamura, H.Oota
  • 学会等名: Society of Molecular Biology and Evolution 2011
  • 発表場所: Kyoto (Kyoto University and Miyako Messe), Japan
• [学会発表] ヒトCYP多型とメダカ地域集団を用いた生体機能解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 鞭鮨騙二・三谷啓志・河村正二・太田博樹
  • 学会等名: 第1回CYP研究会
  • 発表場所: 葉山町,総合研究大学院大学
  • 年月日: 2010-11-17
• [学会発表] A study of functional differences between alleles in P450 genes for medaka fish. (2010)
  • 著者名/発表者名: Katsumura, T., Oda, S., Mitani, H., Kawamura, S., Oota, H.
  • 学会等名: Genetics 2010 : Model Organisms to Human Biology
  • 発表場所: Boston, USA
• [学会発表] 野生メダカ集団におけるcytochrome P450遺伝子のアレル間機能差 (2010)
  • 著者名/発表者名: 勝村啓史、尾田正二、三谷啓志、三谷啓志、河正二、太田博樹
  • 学会等名: 第12回日本進化学会
  • 発表場所: 東京工業大学
• [学会発表] ヒト遺伝的多型の機能解析実験モデル生物としての野生メダカ集団の有用性-cytochrome P450遺伝子に着目して (2010)
  • 著者名/発表者名: 勝村啓史、尾田正二、三谷啓志、河村正二、太田博樹
  • 学会等名: 第16回小型魚類研究会
  • 発表場所: 埼玉,プラザイースト
• [学会発表] 水田の拡散とメダカの移動 (2010)
  • 著者名/発表者名: 勝村啓史、尾田正二、三谷啓志、河村正二、太田博樹
  • 学会等名: 第64回日本人類学会
  • 発表場所: 北海道伊達市,だて歴史の杜カルチャーセンター
• [学会発表] ヒト遺伝的多型の生体機能解析実験系の構築-メダカを用いた新たなアプローチ (2010)
  • 著者名/発表者名: 勝村啓史、尾田正二、三谷啓志、河村正二、太田博樹
  • 学会等名: 第4回総研大ワークショップ
  • 発表場所: 相模原市,JAXA宇宙科学研究所
• [学会発表] メダカ地域集団間のCYP酵素活性の違い (2010)
  • 著者名/発表者名: 勝村啓史、尾田正二、三谷啓志、河村正二、太田博樹
  • 学会等名: 第33回日本分子生物学会年会・第83回日本生化学会大会合同大会
  • 発表場所: 神戸,ポートアイランド
• [備考]
  • URL: http://www.jinrui.ib.k.u-tokyo.ac.jp/kawamura-home.html
• [備考]
  • URL: http://www.med.kitasato-u.ac.jp/~anatomy-anthropology/oota_lab/index.php#