日本人の寒冷適応能を構成する遺伝的要因と生理的要因の検証

2014 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 26251050
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 綿貫 茂喜 九州大学, 芸術工学研究科(研究院), 教授 (00158677)
• 研究分担者: 太田 博樹 北里大学, 医学部, 准教授 (40401228) ; 西村 貴孝 長崎大学, 医歯(薬)学総合研究科, 助教 (80713148) ; 中山 一大 自治医科大学, 医学部, 講師 (90433581) ; 星 良和 東海大学, 農学部, 教授 (70332088)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: 遺伝子多型 / 環境適応 / 生理人類学

研究実績の概要

①ヒトのミトコンドリアにはいくつかのハプロタイプが存在し、それらはタイプごとに特徴的な一塩基多型（SNP)を持つことが知られている。これらのSNPの位置情報をもとにして、抽出したDNAに対しPCR法と制限酵素処理を行い、これらを組み合わせることによって塩基配列の決定を行うことなく、より簡易的にいくつかのハプロタイプの識別を可能にした。
②被験者47名についてUCP1遺伝子を含む39Kbの領域のハプロタイプおよびその関連解析を行った。熱産生が劣る多型(=肥満アレル)で知られるSNP(rs1800592)を中心に上下流3～10Kbの間隔でSNPを選び、TaqMan法でタイピングし、その結果ハプロタイプ１のホモ接合体で熱産生効率が有意に高い(p＝0.01903)ことが明らかになった。連鎖不平衡解析の結果、これはUCP1遺伝子と隣接する抗ウイルス遺伝子ELMOD2との共進化である可能性が示された。
③日本人約3000人のゲノムコホートを用いてエネルギー代謝関連計測値への影響を検証した(Nakayama K et al. 2014)。摂食・エネルギー代謝の制御に強く関与するGIP遺伝子のSNPが日本人の肥満度と関連していることを発見した (Nakayama K et al.2014)。また、モンゴル人48人分のゲノムワイドSNP解析を実施、進化遺伝学解析を行っている。
④低圧低酸素・寒冷曝露実験で得られた生理データとUCP1遺伝子多型の関連解析を行った。その結果、低圧寒冷曝露時の産熱反応に遺伝子多型間の違いが見られたことから、論文投稿の準備を進めている。さらに多くの遺伝子多型をタイピングするため、上記実験のDNAを他研究室から分配する作業を進めた。また季節間の非震え産熱に注目した論文をJ Physiol. Anthropol.に投稿した。

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

本年度の計画は達成され、論文投稿、学会発表ともに順調に行っている。

今後の研究の推進方策

諸生理値とUCP1等の関連候補遺伝子との関連を明らかにして、国際誌に投稿する。
さらに、高地適応に関連する候補遺伝子について連鎖不平衡解析を行う。

研究成果

• [雑誌論文] Seasonal variation of non-shivering thermogenesis (NST) during mild cold exposure (2015)
  • 著者名/発表者名: Nishimura T, Motoi M, Egashira Y, Choi D, Aoyagi K, Watanuki S.
  • 雑誌名: Journal of Physiological Anthropology 巻: 34 ページ: ｗｅｂ
  • DOI: 10.1186/s40101-015-0051-9.
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 現代日本人の生理的多型を構成する遺伝要因の検証 (2015)
  • 著者名/発表者名: 西村貴孝,綿貫茂喜
  • 雑誌名: 日本生理人類学会誌 巻: 20 ページ: 39-44
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Seasonal effects of the UCP3 and the RPTOR gene polymorphisms on obesity traits in Japanese adults. (2014)
  • 著者名/発表者名: Nakayama K, Miyashita H, Iwamoto S
  • 雑誌名: Journal of Physiological Anthropology 巻: 33 ページ: 38
  • DOI: 10.1186/1880-6805-33-38
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Common variants of GIP are associated with visceral fat accumulation in Japanese adults (2014)
  • 著者名/発表者名: Nakayama K, Watanabe K, Boonvisut S, Makishima S, Miyashita H, Iwamoto S
  • 雑誌名: American Journal of Physiology Gastrointestinal and Liver Physiology 巻: 307 ページ: G1108-G1114
  • DOI: 10.1152/ajpgi.00282.2014
  • 査読あり
• [雑誌論文] 健診集団試料を用いたMLXIPL Gln241His多型の適応的意義の検討 (2014)
  • 著者名/発表者名: 中山 一大, 宮下 洋, 岩本禎彦
  • 雑誌名: 日本生理人類学会誌 巻: 19 ページ: 63-67
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Illusory Self-Motion (Vection) May Be Inhibited by Hypobaric Hypoxia (2014)
  • 著者名/発表者名: Nishimura Ｔ, Seno T, Motoi M, Watanuki S
  • 雑誌名: Aviation,Space,and Enviromental Medicine 巻: 85 ページ: 504-508
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Relationship between mitochondrial haplogroup and seasonal changes of physiological responses to cold. (2014)
  • 著者名/発表者名: Nishimura T, Watanuki S.
  • 雑誌名: Journal of Physiological Anthropology 巻: 33 ページ: ｗｅｂ
  • DOI: 10.1186/1880-6805-33-27.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] ヒトの生理値から集団を科学する : 人類の寒冷適応と産熱機能の生理的多型 (2014)
  • 著者名/発表者名: 西村 貴孝
  • 雑誌名: 日本生理人類学会誌 巻: 19 ページ: 269-273
  • 査読あり / オープンアクセス
• [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: 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 Analysisi RevealsPopulation 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: 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] Natural allelic variations of xenobiotic metabolizing enzymes affect sexual dimorphism in Oryzias latipes (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Katsumura, 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: 10.1098/rspb.2014.2259Pii:20142259
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] Genetics of fat distribution and metabolism: Perspectives from human evolution (2015)
  • 著者名/発表者名: Nakayama K
  • 学会等名: International Symposium on Human Adaptation to Environment and Whole-body Coordination 2015
  • 発表場所: 兵庫県神戸市
  • 年月日: 2015-03-15
  • 招待講演
• [学会発表] アジア・オセアニア人における代謝特性の民族差の理解を目指したゲノムワイドSNP研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 中山 一大、大橋順、香川靖雄、岩本禎彦
  • 学会等名: 第68回日本人類学会大会
  • 発表場所: 静岡県浜松市
  • 年月日: 2014-11-01
• [学会発表] Genetic variation of the Tribbles family and metabolic syndrome (2014)
  • 著者名/発表者名: Nakayama K
  • 学会等名: The 11the International Nikko Symposium
  • 発表場所: 栃木県下野市
  • 年月日: 2014-10-30
• [学会発表] GIPおよびGIPRの遺伝的多型は日本人成人の内臓脂肪蓄積と関連する (2014)
  • 著者名/発表者名: 中山一大、宮下洋、渡邉和寿、巻島咲穂、Boonvisut Supichay、岩本禎彦
  • 学会等名: 第３５回日本肥満学会
  • 発表場所: 宮崎県宮崎市
  • 年月日: 2014-10-25
• [学会発表] The whole mitochondrial DNA genome of an unknown medaka population from western Kanagawa(Poster) (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Katsumura, 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] 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] 化石標本とライフサイエンスデータを統合する進化史研究の基盤データベースの開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 松前ひろみ、仲里猛留、大田達郎、太田博樹
  • 学会等名: 日本進化学会第１６回大阪大会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2014-08-21 – 2014-08-24
• [学会発表] 薬物代謝酵素の遺伝的多型がメダカの性的二型に与える影響とその進化的考察 (2014)
  • 著者名/発表者名: 勝村啓史、尾田正二、三谷啓志、河村正二、太田博樹
  • 学会等名: 日本進化学会第１６回大阪大会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2014-08-21 – 2014-08-24
• [学会発表] 日本列島ヒト集団におけるモヤモヤ病感受性遺伝子RNF213の遺伝的多様性の検討 (2014)
  • 著者名/発表者名: 小金渕佳江、石崎直也、河村正二、木村亮介、石田肇、城圭一郎、副島英伸、藤本一真、佐藤公彦、安井美江、隈部俊宏、藤井清孝、秋山辰穂、埴原恒彦、太田博樹
  • 学会等名: 日本進化学会第１６回大阪大会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2014-08-21 – 2014-08-24
• [学会発表] ヒトの生理値から集団を科学する (2014)
  • 著者名/発表者名: 西村 貴孝
  • 学会等名: 日本生理人類学会第70会大会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2014-06-21 – 2014-06-22
  • 招待講演
• [学会発表] メラトニン抑制に関する生理的多型と時計遺伝子PERIOD2多型との関係及びその適応的意義の考察 (2014)
  • 著者名/発表者名: 秋山辰穂、勝村啓史、中込滋樹、城圭一郎、副島英伸、藤本一真、木村亮介、石田肇、埴原恒彦、樋口重和、太田博樹
  • 学会等名: 第70回日本生理人類学会大会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2014-06-21 – 2014-06-22
• [学会発表] モンゴル人と東アジア農耕民族の代謝特性の解明を目指したゲノム人類学研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 中山 一大、大橋 順、Munkhtulga Lkhagvasuren、宮下 洋、岩本 禎彦
  • 学会等名: 第68回日本栄養・食糧学会大会 
  • 発表場所: 北海道札幌市
  • 年月日: 2014-05-31
• [学会発表] A genetic polymorphism of the PER2 gene associates with physiological polytypisms for light sensitivity in human (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
  • 年月日: 2014-05-15 – 2014-05-18
• [図書] 人間科学の百科事典 (2015)
  • 著者名/発表者名: 西村貴孝他（日本生理人類学会編集）
  • 総ページ数: 700
  • 出版者: 丸善出版