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2015 年度 実績報告書

進化医学が拓く新たな人類学:ヒト集団で広範にみられる解毒酵素欠損多型の進化的背景

研究課題

研究課題/領域番号 14J04456
研究機関東京大学

研究代表者

齊藤 真理恵  東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2014-04-25 – 2017-03-31
キーワード人類進化 / DNA / 解毒代謝 / 遺伝子 / 霊長類
研究実績の概要

昨年度から行っていた解毒代謝酵素遺伝子GSTM1およびGSTT1の,世界中のヒト集団における頻度を,文献調査(81集団)及び実験(19集団)によって明らかにした。低緯度で紫外線照射量の多い東南アジア・オセアニア地域では予想に反し高い頻度のGSTM1欠失多型が観察された。GSTM1遺伝子欠失多型頻度は緯度と相関がなかったことから,紫外線適応とは関連がないと結論づけられた。GSTT1遺伝子欠失多型頻度は緯度と逆相関したため紫外線や気温と何らかの関連がある可能性がある。
東南アジアDani族のGSTM1 null alleleプロダクト約13kbの全長をシークエンシングし,参照ゲノムの野生型配列と比較した結果,組み換えが起きた部位が,部分的に報告されていたヨーロッパ人の組み換え部位(Xu et al., 1998)と異なっていた。これにより,組み換えによる欠失アリル創出が人類集団において何度か独立に起きたことがわかった。これについてさらに調べるため,1000ゲノムデータ,および東南アジア・オセアニアのサンプルを用いた実験により,nullアリルの起源と拡散について探究しているところである。
GSTM1遺伝子の欠失は,その両隣にある,非常に類似した二つのSegmental duplication(以下SD)配列の組み換えによって生じたとされる(Xu et al., 1998)。PCR法を用いて非ヒト霊長類におけるGSTM1欠失多型の有無を確かめた結果チンパンジーが欠失多型を持つことが分かった。ヒトとチンパンジーの欠失アリル及び野生型アリル,および祖先形としてRefseq上のオランウータンの野生型アリルの配列を比較した結果,チンパンジーの欠失アリルがヒトの欠失アリルとは独立に生じたことが明らかになった。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

解毒代謝酵素遺伝子GSTM1の進化過程について、ヒト集団および霊長類の比較ゲノムという二つのスケールから明らかにしつつある。ヒト集団におけるGSTM1遺伝子欠失の分布や、欠失アリル創出が人類集団やほかの霊長類において何度か独立に起きたことが明らかになった。これらの成果は国際学会において受理され、発表された。
当初GSTM1およびGSTT1の二つの遺伝子欠失において研究する計画だったが、GSTM1欠失がほかの霊長類にも共有されていることが明らかになったため、こちらの遺伝子の進化過程を細やかに明らかにすることがより重要だと考え、研究対象をGSTM1のみに絞って、詳しく調べることにした。

今後の研究の推進方策

人類集団における欠失アリルの創出とヒトの拡散との時間的関係を推測するため、世界各地の集団のゲノムデータ(1000ゲノム)を用いた情報科学的解析を行う。また東南アジア・オセアニア人サンプルを用いた実験を行い、「東南アジア人特異的」欠失がどの程度集団間で共有されているかを調べる。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2016 2015

すべて 学会発表 (4件) (うち国際学会 3件)

  • [学会発表] A hotspot of chromosomal rearrangements was revealed by comparative Hominidae genomics2016

    • 著者名/発表者名
      ○Saitou M
    • 学会等名
      JSPS 8th HOPE meeting with Nobel laureate
    • 発表場所
      つくば国際会議場(茨城県・つくば市)
    • 年月日
      2016-03-07 – 2016-03-12
    • 国際学会
  • [学会発表] 解毒代謝酵素 GSTM1 の遺伝子全長欠失多型はヒト-チンパンジー間で独立に生じた2015

    • 著者名/発表者名
      ○齊藤真理恵,石田貴文
    • 学会等名
      第31回日本霊長類学会
    • 発表場所
      京都大学百周年時計台記念館(京都府・左京区)
    • 年月日
      2015-07-18 – 2015-07-20
  • [学会発表] Evolutionary analysis of deletion polymorphism of the entire GSTM (glutathione S-transferase mu) 1 gene generated by a homologous chromosomal recombination suggests multiple deletion events2015

    • 著者名/発表者名
      ○Saitou M and Ishida T,
    • 学会等名
      Society for Molecular Biology and Evolution meeting 2015
    • 発表場所
      Vienna (Austria)
    • 年月日
      2015-07-12 – 2015-07-16
    • 国際学会
  • [学会発表] DISTRIBUTIONS OF THE GSTT1 NULL GENOTYPE WORLDWIDE IS CHARACTERIZED BY A LATITUDINAL CLINE2015

    • 著者名/発表者名
      ○Saitou M and Ishida T,
    • 学会等名
      International Society for Applied Biological Sciences 2015
    • 発表場所
      Bol (Croatia)
    • 年月日
      2015-06-22 – 2015-06-26
    • 国際学会

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公開日: 2016-12-27  

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