ゲノム情報・生理的多型性・行動からみた光環境における遺伝的及び可塑的適応性の評価

2014 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 25251046
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 安河内 朗 九州大学, 芸術工学研究科(研究院), 教授 (20136568)
• 研究分担者: 樋口 重和 九州大学, 芸術工学研究科(研究院), 教授 (00292376) ; 太田 博樹 北里大学, 医学部, 准教授 (40401228) ; 工藤 奨 九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70306926)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2018-03-31
• キーワード: 光環境 / サーカディアンリズム / クロノタイプ / 生活リズム / メラトニン分泌開始時刻 / 個人差 / 時計遺伝子

研究実績の概要

本研究では1) 生理的多型が遺伝的基盤を介して行動にも影響しているのか、あるいは2) 生理的多型と行動的類型の関係は遺伝的要因とは独立しているのか、を明らかにすることを目的とする。またこれらと併せて生理的多型性が遺伝的適応に基づくのか可塑的な適応なのかも同時に検討する。本研究では特に光環境に焦点をあて、遺伝要因として時計遺伝子群とその発現領域に、行動としてクロノタイプに、生理的多型性として光の非視覚的生理機能としてメラトニン分泌増加開始時刻（DLMO）からみた概日リズム位相のそれぞれに注目し、これらについて種々の類型をもつ行動や生理機能に対する遺伝要因の関係性を明らかにするとともに遺伝的適応性や生理的な可塑的適応性について検討する。26年度は被験者（男子大学生29名）個人のサーカディアンリズム位相の指標であるDLMOを基準に設定した夜の光刺激（500 lux）を実施し、これに対するDLMOの後退の程度、内因性のリズム周期、朝型・夜型アンケートスコア、光の照度の好みなどの測定値を求めると同時に測定項目間の関係をみた。その結果、被験者ごとに設定された夜の光曝露を2時間実施することによりDLMOの後退を確認した。この後退の程度、夜の光によるメラトニン分泌抑制の程度、及び被験者のクロノタイプとの間にはそれぞれ関係がなかった。クロノタイプについては、内因性のサーカディアンリズム周期の長いものほど夜型になる傾向がみられた。また内因性のリズム周期の長いものほど夜の光によるリズム周期の後退は小さく、25年度の結果から朝の光による前進の程度は大きくなることより、リズム周期の個人差にかかわらず、リズム周期の恒常性を維持しようとする作用が働いていることが示唆された。
現在、DLMOの個人差と時計遺伝子のPer1-3との関係を解析している。

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

（理由）各被験者のサーカディアンリズム位相を事前に求め、さらにリズムを一定に維持するために実験に入る前に最低一週間の事前調整をしなければならない。加えて一回の実験に3泊4日を要することを考えると29名もの被験者を実施できたことは順調といってよい。ただし、このあと集団遺伝学的解析を実施するには被験者数の追加が必要になる。

今後の研究の推進方策

前述のように今後集団遺伝学的解析を実施するにあたり被験者数の追加が必要になる。これについては、27年度には朝の光、夜の光の実験のそれぞれについて被験者数を15名ほど追加して実験を実施することを考えている。

研究成果

• [雑誌論文] Model-based verification of hypotheses on the origin of modern Japanese revisited by Bayesian inference based on genome-wide SNP data (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Nakagome, T. Sato, H. Ishida, T. Hanihara, T. Yamaguchi, R. Kimura, S. Mano, H. Oota and The Asian DNA Repository Consortium
  • 雑誌名: Molecular Biology and Evolution 巻: 32 ページ: 1533-1543
  • DOI: doi: 10.1093/molbev/msv045. Epub 2015 Mar 10.
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 光のサーカディアンリズムとメラトニン分泌への作用の個人差 (2015)
  • 著者名/発表者名: 樋口重和、李相逸
  • 雑誌名: 照明学会誌 巻: 99 ページ: 20-24
• [雑誌論文] 午前中の異なる光強度によるメラトニン分泌開始時刻（DMLO）への作用ならびに概日リズム位相との関係 (2014)
  • 著者名/発表者名: 小崎智照、伊奈深雪、安河内朗
  • 雑誌名: 日本生理人類学会誌 巻: 19 ページ: 7-11
  • 査読あり
• [雑誌論文] Human genetic research, race, ethnicity and the labeling of populations: recommendations based on an interdisciplinary workshop in Japan (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Takezawa*, K. Kato, H. Oota, T. Caufield, A. Fujimoto, S. Honda, N. Kamatani, S. Kawamura, K. Kawashima, R. Kimura, H. Matsumae, A. Sato, EP. Savage, N. Seguchi, K. Shimizu, S. Terao, Y. Yamaguchi-Kabata, A. Yasukouchi, M. Yoneda, K. Tokunaga
  • 雑誌名: BMC Medical Ethics 巻: 15 ページ: 33
  • DOI: Doi: 10.1186/1472-6939-15-33
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Genome-Wide SNP Analysis Reveals Population Structure and Demographic History of the Ryukyu Islanders in the Southern Part of the Japanese Archipelago (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Sato, S. Nakagome, C. Watanabe, K. Yamaguchi, A. Kawaguchi, K. Koganebuchi, K. Haneji, T. Yamaguchi, T. Hanihara, K. Yamamoto, H. Ishida, S. Mano, R. Kimura*, H. Oota*
  • 雑誌名: Molecular Biology and Evolution 巻: 31 ページ: 2929-2940
  • DOI: Doi: 10.1093Pii: msu230.[Epub ahead of print]
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Dysbiosis of salivary microbiota in inflammatory bowel diseases and its association with oral immunological biomarkers (2014)
  • 著者名/発表者名: H. S. Said, W. Suda, S. Nakagome, H. Chinen, K. Oshima, S. Kim, R. Kimura, A. Iraha, H. Ishida, J. Fujita, S. Mano, H. Morita, T. Dohi, H. Oota, M. Hattori
  • 雑誌名: DNA Research 巻: 21 ページ: 15-25
  • DOI: doi: 10.1093/dnares/dst037
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Natural allelic variations of xenobiotic metabolizing enzymes affect sexual dimorphism in Oryzias latipes (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Katsmura, S. Oda, S. Nakagome, T. Hanihara, H. Kataoka, H. Mitani, S. Kawamura, H. Oota*
  • 雑誌名: Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences 巻: 281 ページ: 1797
  • DOI: Doi: 10. 1098/rspb.2014.2259 Pii: 20142259.
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Color Vision Variation as Evidenced by Hybrid L/M Opsin Genes in Wild Populations of Trichromatic Alouatta New World Monkeys. (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Matsushita, H. Oota, B.J. Welker, M.S. Pavelka, S. Kawamura
  • 雑誌名: International Journal of Primatology 巻: 35 ページ: 71-87
  • DOI: doi: 10.1007/s10764-013-9705-9
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Association between the melanopsin gene polymorphism OPN4*Ile394Thr and sleep/wake timing in Japanese university students (2014)
  • 著者名/発表者名: Lee SI, Hida A, Kitamura S, Mishima K, Higuchi S.
  • 雑誌名: Journal of Physiological Anthropology 巻: 33 ページ: 9
  • DOI: doi:10.1186/1880-6805-33-9
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Influence of Light at Night on Melatonin Suppression in Children (2014)
  • 著者名/発表者名: Higuchi S, Nagafuchi Y, Lee SI, Harada T.
  • 雑誌名: J Clin Endocrinol Metab 巻: 99 ページ: 3298-3303
  • DOI: doi: 10.1210/jc.2014-1629.
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 血管内皮細胞の力学・化学環境と物質輸送 (2014)
  • 著者名/発表者名: 工藤奨
  • 雑誌名: 伝熱 巻: 53 ページ: 16-21
• [学会発表] Effect of room temperature and color temperature of ligting on cutaneous (2015)
  • 著者名/発表者名: Honami Yamashita,Yuki Otsuka,Akira Yasukouchi
  • 学会等名: Internationals Symposium on Human Adaptation to Environment and Whole-body Coordination.
  • 発表場所: Kobe,Japan
  • 年月日: 2015-03-14 – 2015-03-16
• [学会発表] Effect of light conditions on performance and arousal level in the morning (2015)
  • 著者名/発表者名: Qian Xie,Siyao Wei,Yuki Takesue,Tomoaki Hirata,Akira Yasukouchi
  • 学会等名: Internationals Symposium on Human Adaptation to Environment and Whole-body Coordination.
  • 発表場所: Kobe,Japan
  • 年月日: 2015-03-14 – 2015-03-16
• [学会発表] Effect of light exposure in the daytime on non-visual function at night and itsindividual variation. (2015)
  • 著者名/発表者名: Saki Tanaka,Yasuhiko Maeda,Masataka Makizoe,Kousuke Okunaga,Akira Yasukouchi
  • 学会等名: Internationals Symposium on Human Adaptation to Environment and Whole-body Coordination.
  • 発表場所: Kobe,Japan
  • 年月日: 2015-03-14 – 2015-03-16
• [学会発表] Phenotypic variations in non-visual effects of light associated with melanopsin and clock gene polymorphism in human (2015)
  • 著者名/発表者名: Higuchi S, Oota H
  • 学会等名: International Symposium on Human Adaptation to Environment and Whole-body Coordination
  • 発表場所: Kobe, Japan
  • 年月日: 2015-03-14 – 2015-03-16
• [学会発表] 生理学的なヒトの概日リズムの評価方法 (2014)
  • 著者名/発表者名: 樋口重和
  • 学会等名: 第21回日本時間生物学会学術大会
  • 発表場所: 福岡市
  • 年月日: 2014-11-08
• [学会発表] The shole mitochondrial DNA genome of an unknown medak population from western Kanagawa(Poster) (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Katsumura, H. Oota
  • 学会等名: 20th Japanese Medak and Zebrafish Meeting
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2014-09-20 – 2014-09-21
• [学会発表] A histopathological study of Medaka (Oryzias latipes) with possible inflectional Disease(Poster) (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Nishimaki, T. Katsumura, S. Oda, A. Oga, I. Okayasu, T. Hanihara, H. Oota
  • 学会等名: 20th Japanese Medaka and Zebrafish Meeting
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2014-09-20 – 2014-09-21
• [学会発表] Challenges to Ancient DNA Analysis in Japan: bioarcheological remains from high temperature, high humidity and an acidic soil environment (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Matsumae, T. Gakuhari, T. Katsumura, R. Schmidt, K. Koganebuchi, H. Oota
  • 学会等名: 6th International Symposium on Biomolecular Archaeology
  • 発表場所: Basel, Switzerland
  • 年月日: 2014-08-27 – 2014-08-30
• [学会発表] Association Between Circadian phase and Light before Bedtime in Japanese Children and their parents (2014)
  • 著者名/発表者名: Higuchi S, Nagafuchi Y, Lee SI, Harada T.
  • 学会等名: 19th Congress of the European Anthropological Association
  • 発表場所: Moscow, Russia
  • 年月日: 2014-08-26 – 2014-08-29
• [学会発表] メラノプシン遺伝子多型と光感受性および睡眠の関係 (2014)
  • 著者名/発表者名: 樋口重和
  • 学会等名: 日本睡眠学会第39回定期学術集会
  • 発表場所: 徳島市
  • 年月日: 2014-07-04
• [学会発表] The Effects of RGB Wavelength of Polychromatic LED Light Sources on Melatonin Suppression. (2014)
  • 著者名/発表者名: Saki Tanaka,Akira Yasukouchi
  • 学会等名: The 1st Asia Conference On Ergonomics and Design 2014
  • 発表場所: Jeju,Korea
  • 年月日: 2014-05-21 – 2014-05-24
• [学会発表] A genetic polymorphism of the PER2 gene associates with physiological polytypisms for light sensitivity in humans (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Akiyama, S. Higuchi, H. Oota
  • 学会等名: The International union of anthropological and ethnological sciences inter-Congress
  • 発表場所: 千葉市
  • 年月日: 2014-05-15 – 2014-05-18