瞬発系・持久系トップアスリートに特徴的な遺伝子多型・変異の同定と機能解析

顶尖爆发力和耐力运动员基因多态性和突变特征的鉴定及功能分析

• 批准号: 22H03486
• 负责人: 福 典之
• 金额: $ 11.07万
• 依托单位: Juntendo University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H03486/
• 关键词: 運動能力; 筋線維組成; 遺伝子多型; 遺伝子変異; 遺伝子発現; 変異; 全ゲノムシークエンス

オリンピアン等が有する類いまれな運動能力は、トレーニングといった本人の努力のみならず、生まれもった才能、つまり遺伝要因（遺伝子多型や変異：DNA配列の個人差）が影響している。運動能力を規定する機能的な遺伝子多型（ありふれた塩基置換）・変異（まれな塩基置換）が解明できれば、その遺伝子多型・変異が制御している遺伝子発現の増加や抑制を誘導させるトレーニング方法等の開発により運動能力の飛躍的向上が期待できる。本年度は、瞬発系・持久系運動能力に関連する遺伝子多型・変異を同定するため、トップアスリートのホールゲノムシークエンスを実施した。また、筋生検法を用いて一般人の大腿四頭筋サンプルの採取を行い、オミクス解析、筋線維組成等の生化学的解析、血中バイオマーカー解析、体力測定を実施した。アスリートならびに一般人の全ゲノム塩基配列情報と骨格筋のRNAシークエンスデータ等を用いた統合解析（オミクス解析）の準備を整えた。画期的なトレーニング方法等が開発できれば、運動能力の限界突破が図れ、我が国の国際競技力向上に寄与できる。しかしながら、この画期的な方法を既存の知見から立案することは難しい。本研究課題では、トップアスリートを対象に全ゲノム塩基配列の解析から瞬発系・持久系運動能力に関連する遺伝子多型・変異を同定し、その遺伝子多型・変異が調節する骨格筋の遺伝子発現プロファイル等から、どの遺伝子領域が運動能力に影響しているという革新的知見が得られうる。この遺伝子発現を増減させるような新しいトレーニング方法等が立案できれば運動能力の飛躍的向上に貢献することが期待できる。

奥运会选手和其他人所拥有的非凡运动能力不仅受到他们自身训练和其他努力的影响，而且还受到他们与生俱来的天赋或遗传因素（基因多态性和突变：DNA序列的个体差异）的影响。如果能够明确决定运动表现的功能性基因多态性（常见碱基替换）和突变（稀有碱基替换），就可以通过训练来诱导由基因多态性和突变控制的基因表达的增加或抑制。方法等，我们可以期待运动能力的显着提高。今年，我们对顶级运动员进行了全基因组测序，以确定与爆发力和耐力运动表现相关的基因多态性和突变。此外，利用肌肉活检方法采集公众股四头肌样本，进行组学分析、肌纤维成分等生化分析、血液生物标志物分析以及体能测量。已经为利用运动员和普通人的全基因组序列信息和骨骼肌RNA序列数据进行整合分析（组学分析）做好了准备。如果能够开发出创新的训练方法，将有可能突破运动能力的极限，为提高日本的国际竞争力做出贡献。然而，基于现有知识很难开发这种创新方法。在这个研究项目中，我们将通过全基因组序列分析来识别与顶级运动员的爆发力和耐力运动表现相关的基因多态性和突变，并确定这些基因多态性和突变如何调节骨骼肌中基因表达的创新知识。影响运动能力可以从档案中获得。如果能够设计出一种新的训练方法来增加或减少该基因的表达，则有望有助于运动能力的显着提高。

项目成果

The mechanosensitive ion channel PIEZO1 is expressed in tendons and regulates physical performance

• DOI: 10.1126/scitranslmed.abj5557
• 发表时间: 2022-06-01
• 期刊: SCIENCE TRANSLATIONAL MEDICINE
• 影响因子: 17.1
• 作者: Nakamichi, Ryo;Ma, Shang;Asahara, Hiroshi
• 通讯作者: Asahara, Hiroshi

ルンド大学(スウェーデン)

隆德大学（瑞典）

Genetic polymorphisms in <i>CYP19A1</i> and <i>ESR1</i> are associated with serum CK activity after prolonged running in men

<i>CYP19A1</i>和<i>ESR1</i>基因多态性与男性长时间跑步后血清CK活性相关

• DOI: 10.1152/japplphysiol.00374.2021
• 发表时间: 2022
• 期刊: Journal of Applied Physiology
• 影响因子: 3.3
• 作者: Kumagai Hiroshi;Miyamoto-Mikami Eri;Takaragawa Mizuki;Kuriki Kiyonori;Goto Chiho;Shibata Kiyoshi;Yamada Norihiro;Hosono Akihiro;Fuku Mizuho;Suzuki Sadao;Fuku Noriyuki
• 通讯作者: Fuku Noriyuki

Genome-Wide Association Study Identifies CDKN1A as a Novel Locus Associated with Muscle Fiber Composition.

• DOI: 10.3390/cells11233910
• 发表时间: 2022-12-02
• 期刊: Cells
• 影响因子: 6

リバプールジョンムーア大学(英国)

利物浦约翰摩尔斯大学（英国）