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

本研究は，細胞解毒酵素グルタチオン-S-トランスフェラーゼμ (GSTM)1をコードするGSTM1遺伝子欠失多型が人類集団中に維持され，集団によって異なる頻度を示す進化的背景を明らかにすることを目的とした。GSTM1欠失の分布が適応の結果かどうかを検討するため，1000ゲノムプロジェクトのデータ（東アジア，ヨーロッパ，アフリカ集団）を用いて統計的解析をおこなった。まず，解析に用いる，欠失と連鎖した領域を探すため，欠失と周辺SNPのR2を計算したが，欠失近傍でも<0.5程度の低い値しか算出されず，この領域でgene conversionやrecombinationが起きたことが示唆された。0.5程度のR2をもつGSTM1遺伝子の上流及び下流の約10kbをタグ領域と定め，その配列を集団間で比較した。結果，東アジア人とアフリカ人の間で高いFst(上流0.4，下流0.6<)をもつSNPが観察され、それらのSNPは東アジアにおいてのみGSTM1遺伝子欠失と比較的高い連鎖不平衡値（R2）を示した。また，東アジアにおいては，欠失と連鎖しているハプロタイプが高頻度だった。これは，東アジアにおいてこのハプロタイプあるいは欠失が適応的だったことを示唆する。また，本年度はGSTM1欠失をヘテロにもつヒト7個体，チンパンジー7個体の欠失アリルを解読し、参照ゲノムを含めて詳細な比較解析をおこなった。その結果、ヒトとチンパンジーで欠失のbreak pointが非常に近いことが明らかになった。また，ヒトにおいてもチンパンジーにおいても非常に近い部位でgene conversionがおき、それによってGSTM1遺伝子両側の配列の類似性が局所的に非常に高くなり、どちらの系譜においても同じメカニズムでGSTM1遺伝子欠失が起きたと推測された。

本研究は，細胞解毒酵素グルタチオン-S-トランスフェラーゼμ (GSTM)1をコードするGSTM1遺伝子欠失多型が人類集団中に維持され，集団によって異なる頻度を示す進化的背景を明らかにすることを目的とした。GSTM1欠失の分布が適応の結果かどうかを検討するため，1000ゲノムプロジェクトのデータ（東アジア，ヨーロッパ，アフリカ集団）を用いて統計的解析をおこなった。まず，解析に用いる，欠失と連鎖した領域を探すため，欠失と周辺SNPのR2を計算したが，欠失近傍でも<0.5程度の低い値しか算出されず，この領域でgene conversionやrecombinationが起きたことが示唆された。0.5程度のR2をもつGSTM1遺伝子の上流及び下流の約10kbをタグ領域と定め，その配列を集団間で比較した。結果，東アジア人とアフリカ人の間で高いFst(上流0.4，下流0.6<)をもつSNPが観察され、それらのSNPは東アジアにおいてのみGSTM1遺伝子欠失と比較的高い連鎖不平衡値（R2）を示した。また，東アジアにおいては，欠失と連鎖しているハプロタイプが高頻度だった。これは，東アジアにおいてこのハプロタイプあるいは欠失が適応的だったことを示唆する。また，本年度はGSTM1欠失をヘテロにもつヒト7個体，チンパンジー7個体の欠失アリルを解読し、参照ゲノムを含めて詳細な比較解析をおこなった。その結果、ヒトとチンパンジーで欠失のbreak pointが非常に近いことが明らかになった。また，ヒトにおいてもチンパンジーにおいても非常に近い部位でgene conversionがおき、それによってGSTM1遺伝子両側の配列の類似性が局所的に非常に高くなり、どちらの系譜においても同じメカニズムでGSTM1遺伝子欠失が起きたと推測された。