世界トップレベルのスプリンターにおける全エクソン領域の塩基配列決定

2013 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 24650414
• 研究機関: 地方独立行政法人東京都健康長寿医療センター(東京都健康長寿医療センター研究所)
• 研究代表者: 福 典之 地方独立行政法人東京都健康長寿医療センター(東京都健康長寿医療センター研究所), 東京都健康長寿医療センター研究所, 研究員 (40392526)
• 研究分担者: 田中 雅嗣 地方独立行政法人東京都健康長寿医療センター(東京都健康長寿医療センター研究所), 東京都健康長寿医療センター研究所, 部長 (60155166)
• キーワード: 短距離走 / 多型 / 全エクソン塩基配列

研究概要

これまでに運動能力と関連があるとされている遺伝子多型は、50種以上報告されているが、その中でも明らかに運動能力との関連性が認められているのは、筋肉のZ膜の構成要素であるαアクチニンをコードしているACTN3遺伝子R577X多型のみである。そこで本研究では、ヒトゲノム上に点在するすべてのエクソン(4500万塩基対)の塩基配列を次世代シークエンサーで解析し、運動能力に関連する遺伝子多型を探索することを目的とした。対象は、ジャマイカ人の短距離選手5名ならびに日本人の短距離選手7名であった。これらの選手の口腔粘膜（ジャマイカ人）または唾液（日本人）を採取し、DNA抽出キットを用いて総DNAを抽出し、次世代シークエンサーSOLiD4により、全エクソン領域の塩基配列を決定した。口腔粘膜のDNAを利用したジャマイカ人の塩基配列は多くの解析エラーが見つかった。したがって、日本人のみのデータをその後の解析対象とした。既に解析を終えている日本人非競技者群9名と比較して、大きく頻度が異なる多型を抽出した。エリート短距離選手群で頻度が高い多型は11種見つかった。この中で、5種の多型がタンパク質の機能的な変化を引き起こすと予想されるアミノ酸置換を伴うものであった。また、エリート短距離選手群で頻度が低い多型は15種見つかった。これらのほとんどの多型はタンパク資質をコードしていないイントロン領域に存在しており、その機能的意義は不明であるが、一部はタンパク質の発現に影響を及ぼす可能性がある。今後は、次世代シークエンサーによる解析で見つかったこれらの多型を、より信頼性の高いサンガー法で再確認する必要があると共に、これらの関連性について大規模な集団を用いた再現性試験や機能解析が必要である。

研究成果

• [雑誌論文] ACTN3 R577X genotype is associated with sprinting in elite Japanese athletes (2014)
  • 著者名/発表者名: Mikami E, Fuku N, Murakami H, Tsuchie H, Takahashi H, Ohiwa N, Tanaka H, Pitsiladis YP, Higuchi M, Miyachi M, Kawahara T, Tanaka M
  • 雑誌名: Int J Sports Med 巻: 35 ページ: 172-177
  • DOI: 10.1055/s-0033-1347171
  • 査読あり
• [雑誌論文] Exome sequencing of senescence-accelerated mice (SAM) reveals deleterious mutations in degenerative disease-causing genes (2013)
  • 著者名/発表者名: Tanisawa K, Mikami E, Fuku N, Honda Y, Honda S, Ohsawa I, Ito M, Endo S, Ihara K, Ohno K, Kishimoto Y, Ishigami A, Maruyama N, Sawabe M, Iseki H, Okazaki Y, Hasegawa-Ishii S, Takei S, Shimada A, Hosokawa M, Mori M, Higuchi K, Takeda T, Higuchi M, Tanaka M
  • 雑誌名: BMC Genomics 巻: 14 ページ: 248
• [雑誌論文] Genomics of elite sporting performance: what little we know and necessary advances (2013)
  • 著者名/発表者名: Wang G, Padmanabhan S, Wolfarth B, Fuku N, Lucia A, Ahmetov II, Cieszczyk P, Collins M, Eynon N, Klissouras V, Williams A, Pitsiladis Y
  • 雑誌名: Adv Genet 巻: 84 ページ: 123-149
  • DOI: 10.1016/j.exger.2014.02.004
  • 査読あり
• [雑誌論文] Comprehensive analysis of common and rare mitochondrial DNA variants in elite Japanese athletes: a case-control study (2013)
  • 著者名/発表者名: Mikami E, Fuku N, Kong QP, Takahashi H, Ohiwa N, Murakami H, Miyachi M, Higuchi M, Tanaka M, Pitsiladis YP, Kawahara T
  • 雑誌名: J Hum Genet 巻: 58 ページ: 780-787
  • DOI: 10.1038/jhg.2013.102.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Genomics of elite sporting performance: what little we know and necessary advances (2013)
  • 著者名/発表者名: Pitsiladis Y, Wang G, Wolfarth B, Scott R, Fuku N, Mikami E, He Z, Fiuza-Luces C, Eynon N, Lucia A
  • 雑誌名: Br J Sports Med 巻: 47 ページ: 656-657
  • DOI: 10.1136/bjsports-2013-092400
  • 査読あり
• [学会発表] 東アフリカ人の持久的運動能力を規定する遺伝要因ならびに環境要因 (2014)
  • 著者名/発表者名: 福典之
  • 学会等名: 第26回ランニング学会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 20140321-22
• [学会発表] 日本人陸上競技における種目特性とACTN3遺伝子R577X多型との関連 (2013)
  • 著者名/発表者名: 菊池直樹, 宮本恵里, 村上晴香, 宮地元彦, 関石基, 中里浩一, 福典之
  • 学会等名: 第68回日本体力医学会大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20130921-23
• [学会発表] 毛様体神経栄養因子受容体遺伝子多型と持久的運動能力との関連 (2013)
  • 著者名/発表者名: 福典之, 宮本恵里, 村上晴香, 宮地元彦, 川原貴
  • 学会等名: 第68回日本体力医学会大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20130921-23
• [学会発表] 身体活動増大を目的とした介入による身体活動量の変化とドーパミン遺伝子多型との関連 (2013)
  • 著者名/発表者名: 村上晴香, 福典之, 川上涼子, 丸藤祐子, 塙智史, 宮地元彦
  • 学会等名: 第68回日本体力医学会大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20130921-23
• [学会発表] A C-to-T polymorphism in 3'-untranslated region of CNTFR is associated with sprint/power performance (2013)
  • 著者名/発表者名: Mikami E, Murakami H, Miyachi M, Higuchi M, Tanaka M, Kawahara T, Fuku N
  • 学会等名: 18th Annual Congress of the European College of Sports Science
  • 発表場所: Barcerona, Spain
  • 年月日: 20130626-20130627
• [学会発表] Effects of Dopamine D2 receptor gene polymorphism on physical activity level in humans (2013)
  • 著者名/発表者名: Haruka Murakami, Motoyuki Iemitsu, Kiyoshi Sanada, Noriyuki Fuku, Ryoko Kawakami, Yuko Gando, Motohiko Miyachi
  • 学会等名: American College of Sports Medicine 60th Annual Meeting and 4th World Congress on Exercise is Medicine
  • 発表場所: Indianapolis, USA
  • 年月日: 20130528-20130601
• [学会発表] Association between CNTF receptor gene polymorphism and elite Japanese endurance athlete status (2013)
  • 著者名/発表者名: Noriyuki Fuku, Eri Mikami, Haruka Murakami, Hideyuki Takahashi, Nao Ohiwa, Motohiko Miyachi, Yannis P Pitsiladis, Hiroaki Tanaka, Takashi Kawahara, Masashi Tanaka
  • 学会等名: American College of Sports Medicine 60th Annual Meeting and 4th World Congress on Exercise is Medicine
  • 発表場所: Indianapolis, USA
  • 年月日: 20130528-20130601
• [学会発表] Genome-wide association study of world class athlete status using elite Jamaican sprinters (2013)
  • 著者名/発表者名: Wang G, Fuku N, Padmanabhan P, Mikami E, Tanaka M, Miyachi M, Murakami H, Morrison E, Pitsiladis Y
  • 学会等名: The Malawi-Liverpool-Wellcome Trust Clinical Research Programme
  • 発表場所: Glasgow, UK
  • 年月日: 20130421-20130421
• [学会発表] 運動と循環と遺伝子 (2013)
  • 著者名/発表者名: 福典之
  • 学会等名: 運動と循環研究会
  • 発表場所: 滋賀
  • 年月日: 2013-08-23