マイクロサテライトを用いた人類集団史の推定

• 研究課題/領域番号: 18K19426
• 研究種目: 挑戦的研究(萌芽)
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 中区分48:生体の構造と機能およびその関連分野
• 研究機関: 東京大学 (2019-2021); 京都大学 (2018)
• 研究代表者: 藤本 明洋 東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 教授 (30525853)
• 研究期間 (年度): 2018-06-29 – 2022-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2021年度)
• 配分額: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円); 2020年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2019年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2018年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: マイクロサテライト / 人類の集団史 / 集団史 / 集団の歴史 / 人類進化

研究成果の概要

本研究では、SNPに代わり、突然変異率が高いマイクロサテライトを用いることで、近縁な集団間の遺伝的関係性や最近の集団史の情報を得ることを目的とした。藤本が作成した手法（Fujimoto et al. Genome Research (2020)）を用いて、900万個以上のマイクロサテライトを対象に多型的なマイクロサテライトを解析した。マイクロサテライトを用いて主成分分析（PCA）を行ったところ、先行研究（SGDP Nature (2016)）と比べ、本研究の方が、SNPとの類似性が高く、マイクロサテライト解析が先行研究よりも精度が高いことが示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年のゲノム解析技術の進展により、DNA多型解析アレイや全ゲノムシークエンスを用いて大量のSNP情報を得ることができる。この情報を用いて、人類の集団史を推定することができる。例えば、集団間の遺伝的関係性の推定や、過去の集団の大きさの変遷が推定されている。しかし、SNP情報を用いた研究では、極めて近い集団の関係性や最近の集団サイズの変遷を正確に推定することが難しい。本研究では、突然変異率が高いマイクロサテライトを用いることで、近縁な集団間の遺伝的関係性や最近の集団史の情報を得ることを目的とした。本研究は、マイクロサテライトを用いた集団解析のための方法論を提供する。

研究成果

• [雑誌論文] Characterization of intermediate-sized insertions using whole-genome sequencing data and analysis of their functional impact on gene expression (2021)
  • 著者名/発表者名: Ashouri Saeideh、Wong Jing Hao、Nakagawa Hidewaki、Shimada Mihoko、Tokunaga Katsushi、Fujimoto Akihiro
  • 雑誌名: Human Genetics 巻: 140 号: 8 ページ: 1201-1216
  • DOI: 10.1007/s00439-021-02291-2
  • 査読あり
• [雑誌論文] Whole genome sequencing with long-reads reveals complex structure and origin of structural variation in human genetic variations and somatic mutations in cancer. (2021)
  • 著者名/発表者名: Fujimoto A, Wong JH, Yoshii Y, Akiyama S, Tanaka A, Yagi H, Shigemizu D, Nakagawa H, Mizokami M, and Shimada M.
  • 雑誌名: Genome Medicine 巻: 13 号: 1 ページ: 65-65
  • DOI: 10.1186/s13073-021-00883-1
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Classification of primary liver cancer with immunosuppression mechanisms and correlation with genomic alterations. (2020)
  • 著者名/発表者名: Fujita M, Yamaguchi R, Hasegawa T, Shimada S, Arihiro K, Hayashi S, Maejima K, Nakano K, Fujimoto A, Ono A, Aikata H, Ueno M, Hayami S, Tanaka H, Miyano S, Yamaue H, Chayama K, Kakimi K, Tanaka S, Imoto S, Nakagawa H.
  • 雑誌名: EBioMedicine 巻: 53 ページ: 102659-102659
  • DOI: 10.1016/j.ebiom.2020.102659
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Comprehensive Analysis of Indels in Whole-genome Microsatellite Regions and Microsatellite Instability across 21 Cancer Types (2020)
  • 著者名/発表者名: Fujimoto A*, Fujita M, Hasegawa T, Wong JH, Maejima K, Oku-Sasaki A, Nakano K, Shiraishi Y, Miyano S, Yamamoto G, Akagi K, Imoto S, and Nakagawa H
  • 雑誌名: Genome Research 巻: 30 号: 3 ページ: 334-34
  • DOI: 10.1101/gr.255026.119
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Pan-cancer analysis of whole genomes (2020)
  • 著者名/発表者名: The ICGC/TCGA Pan-Cancer Analysis of Whole Genomes Consortium
  • 雑誌名: Nature 巻: 578 号: 7793 ページ: 82-93
  • DOI: 10.1038/s41586-020-1969-6
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] eVIDENCE: a practical variant filtering for low-frequency variants detection in cell-free DNA (2019)
  • 著者名/発表者名: Mizuno Kei、Akamatsu Shusuke、Sumiyoshi Takayuki、Wong Jing Hao、Fujita Masashi et al.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 9 号: 1 ページ: 15017-15017
  • DOI: 10.1038/s41598-019-51459-4
  • NAID: 120006734882
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Identification of intermediate-sized deletions and inference of their impact on gene expression in a human population. (2019)
  • 著者名/発表者名: Wong JH, Shigemizu D, Yoshii Y, Akiyama S, Tanaka A, Nakagawa H, Narumiya S, Fujimoto A
  • 雑誌名: Genome Medicine 巻: 11 号: 1 ページ: 44-44
  • DOI: 10.1186/s13073-019-0656-4
  • 査読あり / オープンアクセス