松沢哲郎 高等研究院副院長?特別教授、郷康広 自然科学研究機構新分野創成センター特任准教授、藤山秋佐夫 情報?システム研究機構国立遺伝学研究所特任教授、阿形清和 学習院大学教授らの研究グループは、霊長類研究所のチンパンジー親子3個体（父：アキラ、母：アイ、息子：アユム）の全ゲノム配列（遺伝情報の配列）を高精度で決定（解明）し、父親?母親それぞれのゲノムが子どもに受け継がれる際に起きるゲノムの変化を明らかにしました。
本研究成果は、2017年11月1日午後7時に英国の科学誌「Scientific Reports」オンライン版に掲載されました。
研究者からのコメント
左から、松沢特别教授、郷特任准教授、藤山特任教授
亲子トリオのゲノム解析は、ヒトの疾患研究などにも応用され始めています。例えば、自闭スペクラム症や统合失调症などの神経疾患研究においては、その遗伝率の高さ（自闭スペクトラム症では65～90％）から责任遗伝子の同定が多くの研究で试みられています。その中でも、子どもが精神疾患を発症しているものの両亲が発症していないような家系を対象とした、新规突然変异（一塩基変异やコピー数変异）の解析が行われています。しかし、精度の低い配列结果から得られた结果からは、多くの偽阳性が得られ、信頼のおける结果を得ることが未だに难しい状况にあります。今回の研究で明らかにした结果、および解析手法は、その精度と信頼性の高さから、今后ヒト疾患研究における新たな解析手法を提供でき、新たな候补遗伝子の同定が进むことが期待されます。
概要
チンパンジーは、进化的にヒトの最も近縁であり、99％のゲノム情报をヒトと共有している「进化の隣人」です。しかし、残りの1％のゲノムの违いに、「ヒトをヒトに」「チンパンジーをチンパンジーに」した原因があると考えられています。本研究では、そのチンパンジーを対象として、进化の駆动力である新规突然変异（両亲のどちらのゲノムにも存在しないが、子どものゲノムに生じる変异）が、亲から子どもへとゲノムが伝わる过程でどのように生じているか、その详细を明らかにしました。
全ゲノム配列を高精度に明らかにするために、チンパンジーゲノム（约30亿塩基対）の约150倍にあたる4500～5700亿塩基対（新闻朝刊の约7000～8000年分の文字数に相当）の配列の决定を3个体全てに対して行い、1世代における新规突然変异率の推定やそのパターンを解析しました。本研究で得られたデータ量は、これまでのヒトを含めた个人ゲノム研究として前例のない大规模データになります。それらの大规模データの解析を行った结果、チンパンジーの生殖细胞系列では、1世代に生じる新规一塩基突然変异は1亿塩基対あたり平均1.48个生じていました。この値はヒトで报告されている値（0.96～1.2）より高い结果でした。また父亲（精子）由来が75％でした。
さらに、高精度な配列を得たことにより、1世代で生じるゲノム构造変化（新规遗伝子交换（父亲と母亲からそれぞれ受け取る2本の対立遗伝子の间で、一方の対立遗伝子が他方の対立遗伝子を置き换えてしまう机构）や新规コピー数変异）の动态も高精度に明らかにすることができました。これらのゲノム构造変化は、ヒトゲノム研究においてもその详细が未だ充分に明らかにされていないため、今回の研究で开発した方法や得られた结果により、ヒトゲノムの构造変化を含めたよりダイナミックなゲノム変化を解析するための方法论も提示することができました。
図：チンパンジー亲子トリオ（父：アキラ、母：アイ、息子：アユム）の全ゲノム配列を高精度に决定し、両亲から子どもにゲノム顿狈础が継承される（遗伝する）际に起きる変化を详细に解析した。
子どものゲノムは両亲から1対ずつの染色体を譲り受けるが、その际に、亲のどちらにもない塩基に変化することがごく稀にある。図の中では父亲由来の染色体に父亲とは违った塩基が生じている（父亲は罢（チミン）であるのに対して子どもは颁（シトシン））。さらに、このような変化は、父亲由来が母亲由来より约3倍高い频度で起きていることを明らかにした。
このような一塩基の変化やより大规模な构造変化を含め、本研究では1世代のゲノム変化の全貌を详细に明らかにした。
详しい研究内容について
书誌情报
【顿翱滨】
【碍鲍搁贰狈础滨アクセス鲍搁尝】
Shoji Tatsumoto, Yasuhiro Go, Kentaro Fukuta, Hideki Noguchi, Takashi Hayakawa, Masaki Tomonaga, Hirohisa Hirai, Tetsuro Matsuzawa, Kiyokazu Agata & Asao Fujiyama (2017). Direct estimation of de novo mutation rates in a chimpanzee parent-offspring trio by ultra-deep whole genome sequencing. Scientific Reports, 7, 13561.
- 京都新聞（11月3日 27面）、産経新聞（11月28日 23面）、中日新聞（11月2日 3面）および科学新聞（12月1日 8面）に掲載されました。
