| 研究課題/領域番号 |
21K06366
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分45060:応用人類学関連
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| 研究機関 | 藤田医科大学 |
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研究代表者 |
嶋田 誠 藤田医科大学, 医科学研究センター, 講師 (00528044)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2023年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2022年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
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| キーワード | ポリグルタミン / ハプロタイプ / STR / 遺伝子頻度 / 人類進化 / long-read sequencing / チンパンジー / 多様性 / HapSTR / ポリグルタミン病 / 反復多型 / 地理的分布 / 現代人類地域集団 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
人類では他の類人猿との分岐後、9つのグルタミン反復座位で反復数多型に多様性が増大し、その結果疾患リスクのある長いalleleを含むようになったと考えられる。グルタミン反復に反復数の多型がある場合は、脳・神経系の遺伝子に含まれていることが多いことから、本研究ではグルタミン反復多様性が集団内の個性多様化に寄与することで、大規模かつ高度な分業体制が人類で発達したと考えている。
本研究はグルタミン反復多型が、世界の諸集団にいかに分布しているのか、世界の23人類集団およびチンパンジーの約400個体にて、遺伝子型判定を行い、多様化を促した進化イベントと、リスクがありながらも多型が維持されている機構を解明する。
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| 研究実績の概要 |
本課題では、(1)地域別疾患別発生頻度予測と(2)多様化した年代と関連進化イベント予測をめざしている。2022年度は、おもに(1)で必要なフラグメント解析と(2)で必要になるhapSTRのためのパイロット実験を実施した。
フラグメント解析：2022年度はポリグルタミン病のうち、1疾患の責任遺伝子のpolyQ座位について、反復数を同定するためフラグメント解析を実施した。その内容は、4大陸23集団より集めた380個体において、capillary型sequencer ABI3500での解読を実施するものであった。健常人の反復長変異のうち、反復の長い遺伝子の型を受け継ぐことで、細胞分裂に伴うDNA複製を重ねる過程で、反復の異常過伸長がおこり、ポリグルタミン病を発症することから、長い型はリスクアリルと言われている（中間型仮説）。リスクアリル頻度と発症頻度との関係性を検証するために、今回、世界中の集団を対象にした同一条件による反復長データは重要である。
hapSTR解析：2022年度は、long PCRの条件を決めた4つのhapSTR座位（1.5kb～10kb）について、パイロット実験用のPCR増幅をした段階まで実施した。その内容は、個体を識別するために昨年度試したプライマの端に目印をつけるためのアダプタ配列を組み込み、安定化のための修飾を施したオリゴDNAにてLong-PCRを実施したものである。新プライマではこれまでとは最適条件が異なることがあきらかになり、その対応に再度条件検討を施しす必要が生じたものの、次のライブラリ構築に必須なステップである。STRとSNPハプロタイプを相推定なしに配列決定し、分子系統と地理的分布状況より、人類集団がアフリカで誕生してから世界各地へと分布拡大する過程で、CAG反復多型が増加した時代を集団遺伝学的解析により推定するのに重要である。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
2022年度途中で、研究代表者本人の怪我により実験室作業からの離脱、研究補助員の退職に見舞われ、想定以上に時間を要した部分があった。それでも、学部生が研究を体験する機会が設定され、1か月間集中して研究室に滞在し、本課題に関係しつつ、独立したテーマを担当させることができた点は教育に要したコスト以上の成果が得られた。
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| 今後の研究の推進方策 |
HapSTR解析：2023年度の早いうちに、PacBio社のHiFi lead技術により、polyQ領域とその近傍領域を一つながりで相判定できるか、少数個体のパイロット実験で確認する予定である。
フラグメント解析：2023年度の夏以降に、capillary型sequencer ABI3500により得られた結果から反復数の型判定を行うパイプラインを作る予定である。
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