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ヒト腸内フローラの全貌解明 (問い合わせ・東大・教授)   NHK 放送 目的

 メタゲノム解析法を用いて、健康な日本人(13名)の腸内細菌叢のもつゲノム/遺伝子情報を解析した。この解析から、腸内細菌叢の菌種組成、特異的な機能、大人と乳児(年齢)の違い、個人差などについての知見を得た。
 これらの成果は、健康増進及び疾病予防をめざした食の安全性評価や機能性付与、食と疾病の関係、健康診断法、病気におけるバイオマーカーの開発などに繋がると期待される。
 発表内容
 ヒトの腸内に常在する細菌群(細菌叢;フローラ)はヒトの健康と病気におおきく関係していることが知られている。
 ビフィズス菌や大腸菌などは腸内細菌叢を構成する代表的な細菌であるが、その構成細菌種は1000菌種にのぼっており、その全体像やこれらが担う生理的役割や働きはほとんど知られていない。
 その理由の一つは大部分の細菌が個別に培養できない菌種であるところによると考えられている。 本研究では、細菌の培養を必要としないメタゲノム解析を駆使することによって、健康な日本人(離乳前乳児4名、離乳後幼児2名、成人7名の年齢が3ヶ月から40歳代の男女計13名、うち3及び4名からなる2家族を含む)の腸内細菌叢のゲノムDNAを抽出し、そのゲノム解析(ゲノム配列の決定とコンピュータ解析)を行った。 この解析から、2〜6万個の腸内細菌遺伝子/個人を同定し(計約66万個の遺伝子、うち新規遺伝子は全体の25%)、この遺伝子及び配列情報から腸内細菌叢の菌種組成、特異的に増えている機能、大人と乳児(年齢)の違い、個人差などについて解析を行った。
 その結果、
 1)離乳前乳児と離乳後(成人も含む)の間で遺伝子及び菌種組成が著しく変化する。
 2)成人及び離乳後幼児の腸内細菌遺伝子とこれ以外の環境(海洋や土壌)に棲む細菌遺伝子の比較から、腸内フローラに特徴的な遺伝子群を見いだした。これらには、食物中に含まれる多糖類の分解、DNAの修復、殺菌性物質に対抗する防御などに関わる遺伝子が含まれる。一方、離乳前乳児では、多糖類を分解する遺伝子よりも、母乳等に多く含まれる低分子の糖類やビタミン等を取り込む遺伝子群が有意に増えていた。
 3)すべての腸内フローラには、接合型トランスポゾン(動く遺伝子)に関連した遺伝子群が特徴的に増幅していた。このことは、腸管内が細菌間の頻度高い遺伝子水平伝播の「場」であることを裏付けている。たとえば、ひとたび抗生物質耐性遺伝子をもった細菌が腸内に侵入すると、接合型トランスポゾンを介して、この抗生物質耐性の他菌種への高速な伝播が腸管内で起こる可能性があることが示唆される。
 4)家族内(夫婦間や親子間)における腸内フローラは必ずしも似ていないことがわかった。これまで、親から子供への細菌の伝播が言われて来たが、このような伝播を示す証拠は得られず、個人には個人独自のフローラが形成されるようである
5)これまで解析されてきた約40菌種の常在菌(大腸菌など)のゲノム情報をリファランスとして用いたメタゲノムデータのマッピング解析から、約80%の細菌種がいまだ未解析(未発見)であることが示唆された。つまり、メタゲノムデータの約80%がこれら既知常在菌ゲノムにマップされなかった。
 以上の成果は、高齢化社会を迎えている我が国の健康増進及び疾病予防をめざした食の安全性評価や機能性付与、食と疾病の関係、健康診断法、病気におけるバイオマーカーの開発などに繋がると期待される。
 また、本研究で得られたメタゲノム配列/遺伝子情報(66万個の遺伝子及び約730Mbの配列データ:これらのデータは2007年10月18日に公的データバンクDDBJから世界にリリースされる)は世界最大であり、現在日欧米で計画されている国際ヒト常在菌叢ゲノムプロジェクト(Human Microbiome Project)の先陣をきるものである。

 国際プロジェクト   このページトップ

 この国際プロジェクトでは、より大規模な健康フローラ情報の蓄積とともに、大腸がんアレルギー等の生活習慣病のフローラの解析も進め、ヒト常在菌と疾病の関係を明らかにすることを目的としている。
ヒトの常在菌

 発表雑誌  DNA Research, in press, 2007 (online版、2007年10月4日リリース)
 Comparative Metagenomics Revealed Commonly Enriched Gene Sets in Human Gut Microbiomes.
 Ken Kurokawa, Takehiko Itoh, Tomomi Kuwahara, Kenshiro Oshima, Hidehiro Toh, Atsushi Toyoda, Hideto Takami, Hidetoshi Morita, Vineet K. Sharma, Tulika P. Srivastava, Todd D. Taylor, Hideki Noguchi, Hiroshi Mori, Yoshitoshi Ogura, Dusko S. Ehrlich, Kikuji Itoh, Toshihisa Takagi, Yoshiyuki Sakaki, Tetsuya Hayashi & Masahira Hattori.

 プレス、2007年のDNA Research(オンライン版、2007年10月4日リリース) 一般的に明らかにされた比較Metagenomicsは人間の腸のMicrobiomesで遺伝子セットを豊かにしました。ケン黒川、Takehiko伊藤、智己Kuwahara、Kenshiro大島、Hidehiro Toh、豊田篤、Hideto敬美、Hidetoshi森田、Vineet K.シャルマ、Tulika P.Srivastava、トッド・D.テイラー、Hideki野口、Hiroshiモリ、Yoshitoshi小倉、ダスコ・S.エーリッヒ、Kikuji伊藤、Tetsuya林、およびToshihisa高木、坂木Masahira服部慶幸。 翻訳
 問い合わせ先 服部正平(東京大学大学院新領域創成科学研究科 情報生命科学専攻 教授)メール:hattori@k.u-tokyo.ac.jp
 
用語解説 細菌:細菌(バクテリア)はヒトの口腔内,腸内,皮膚などに健康状態によらず存在するだけでなく,河川,海洋,土壌など地球環境の至るところに存在することから,生命を含めた地球環境の根幹を形成していると言っても過言ではありません.
 腸内フローラ(腸内細菌叢):ヒトや動物の体内にはさまざまな細菌が住みついています。たとえば、ヒトの腸内には
約1000種、個数にして数百から1000兆個、重さにしてヒト一人に対して約1kgの細菌が棲んでいます。これら細菌集団(群集)をフローラと言います。ヒトでは、腸管の他に、口腔、鼻腔、膣、皮膚にもそれぞれに独特なフローラが存在しています。
 メタゲノム解析:これまで細菌のゲノム解析では、細菌集団から個別の細菌を分離培養して、それぞれのゲノム配列の決定と配列情報のコンピュータ解析が行われてきました。しかし、ほとんどの細菌は一菌種ごと分離して実験室で培養(増やす)ことが現在の技術では大変むずかしく、分離培養が可能で解析できる細菌はごく一部でしかありません。
 そこで、
これらを分離培養せず細菌集団のままゲノム解析するメタゲノム解析が開発されました。この方法によって、分離培養が困難な未知細菌も含めたその集団を構成する細菌種のゲノム/遺伝子情報をバイアスなく得ることが可能となりました。 遺伝子水平伝播:遺伝子や遺伝的形質が,母細胞から娘細胞への遺伝ではなく,同世代の細胞,個体間に伝播すること.細菌はこのメカニズムを利用して,新しい形質や機能を獲得し,環境の変化に迅速に適応することができます。 トランスポゾン:転位性遺伝因子,可動性遺伝因子と言い,ゲノム上のある部位から他の部位へ,また遺伝子の水平伝播により個体(細胞)から他の個体(細胞)へ転移するDNAの単位です.細菌の場合,トランスポゾンが,アンピシリンやカナマイシンなどの抗生物質耐性遺伝子などを運ぶ事が良く知られています。
 理化学研究所   このページトップ





財団法人かずさDNA研究所
独立行政法人 理化学研究所
 かずさDNA研究所と理化学研究所及び
 厚労省調査研究班との間で共同研究を開始

         - 先天性免疫不全症の原因遺伝子同定および病態形成機序の解明に着手 -
                                                             平成19年8月9日
 かずさDNA研究所(大石道夫所長)と独立行政法人理化学研究所(野依良治理事長)免疫・アレルギー科学総合研究センター(谷口克センター長)は、先天性免疫不全症の原因遺伝子同定および病態形成機序の解明の共同研究について研究契約を締結し、共同研究を8月から開始しました。
 この共同研究は、かずさDNA研究所が先天性免疫不全症患者等のDNAを受け入れ、遺伝子構造解析を実施し、解析結果等のデータベースの構築を理研免疫・アレルギー科学総合研究センターで実施するものです。
 この研究の成果は、基礎免疫学に貢献するだけでなく、先天性免疫不全症疾患の迅速な診断及びより適切な治療法の選択にも大きく役立つものと期待されます。
1. 背 景
 厚生労働省の難治性疾患克服研究事業「原発性免疫不全症候群に関する調査研究」における調査研究班(以下、「厚労省調査研究班」、班長:宮脇利男、富山大学小児科教授)においては、従来から原発性(先天性)免疫不全症候群に関する疫学調査および、病態の解明、診断、治療に関する研究が実施されてきましたが、先天性免疫不全症の原因遺伝子は多種多様であり、個々の施設での対応が困難なところもあることから、2004年度より、理研免疫・アレルギー科学総合研究センター(以下、RCAI)との間で共同研究を実施しております。
 かずさDNA研究所では、これまで蓄積した遺伝子資源とDNA解析のノウハウの更なる有効利用を図り、医療分野への一層の貢献を期するため、2006年度からゲノム医学研究室を設置し、「免疫不全症解析プロジェクト」を推進してきたところであり、厚労省調査研究班のうち国立大学法人富山大学及び防衛医科大学校から先天性免疫不全症患者等のDNAを受け入れ、遺伝子構造解析を実施してきました。
 それぞれが個々に研究するよりも、多施設が連携することにより、より効率的な研究が可能となることから、基礎免疫学研究の専門機関であるRCAIを中心機関とし、遺伝子構造解析を得意とするかずさDNA研究所、臨床免疫学の研究グループである厚労省調査研究班(12大学)による新たな共同研究の枠組みが構築されることになりました。
2. 先天性免疫不全症の現状
 先天性免疫不全症は、先天性の遺伝的な異常で免疫機能が働かず、細菌、ウイルス、真菌などの外来病原体に感染しやすくなり、若年での悪性腫瘍や自己免疫疾患、アレルギーの合併も見られる極めて重篤な疾患です。現在120以上の原因遺伝子が明らかにされていますが、未だに原因が解明されていないものも多数あります。
 原因遺伝子が解明されたものは、造血幹細胞移植や遺伝子治療等の治療も行なわれ治癒も得られていますが、診断の遅延のため、重篤な感染症に罹患し致死的となる例も多数あります。原因遺伝子が明らかにされていないものは、診断及び十分な治療法が確立されているとは言い難い状況です。
 日本国内では、先天性免疫不全症の症例が散在しており、これらの臨床情報、原因遺伝子の構造解析結果等を集積したデータベースも存在しなかったことから、原因遺伝子の同定に至るのが困難な状況が残されているというのが現状です。
3. 共同研究の概要
 これまで、一部の先天性免疫不全症について細胞内シグナルの異常及び原因遺伝子の変異と機能異常について解析が進められてきましたが、本共同研究では、先天性免疫不全症の全遺伝子、全病型について包括的に解析し、詳細な変異検索と疾患の表現型の関連について網羅的な検討を行います。
 これに伴い、RCAIでは、同疾患に関する臨床検体(DNA、RNA、末梢血、細胞株)の集約化を図り、臨床情報、疾患原因遺伝子の構造解析結果等を集積したデータベースを整備していきます。
 かずさDNA研究所では、RCAIからDNAを受け入れ、遺伝子構造解析を実施し、データベースの整備作業に協力していきます。
 なお、共同研究の期限は2011年3月31日までとなっています。
4. 期待される効果
 既知の原因遺伝子に疾患原因となる変異を見出すことは、症状発現を遺伝子変異から説明するために、重要な情報を提供してくれることから、遺伝子変異を利用して、どのような機能異常が起きるかを研究し、本疾患の病態解明に役立て、これに基づき、より適切な治療法が選択されることが期待できます。
 更に、既知の原因遺伝子に変異を認めない患者から、新規の原因遺伝子を同定することにより、正常免疫系の発生、分化の仕組みの解明につながります。
 遺伝子構造解析結果や原因不明の免疫不全症の臨床情報等を集積したデータベース、及び臨床検体の存在により、新規先天性免疫不全症患者の迅速な診断および治療法の選択が可能となり、直接患者の予後の向上に貢献できるものと考えます。これは今後の遺伝子研究を通じた疾患研究の端緒であり、ポストゲノム時代の疾患研究の一つのモデルを提供するものと考えられます。
(問い合わせ先)

財団法人かずさDNA研究所 企画管理部企画課
Tel : 0438-52-3900 / Fax : 0438-52-3901
独立行政法人理化学研究所 横浜研究推進部
Tel : 045-503-9117 / Fax : 045-503-9113
(報道担当)

独立行政法人理化学研究所 広報室
Tel : 048-467-9272 / Fax : 048-462-4715
Mail : koho@riken.jp
 日清食品HD   このページトップ





日清食品HD、食品に含まれる発がん性物質の試験法を開発 2008年11月11日
                   −食品に含まれる発がん性物質の新しい検査方法−
 「発がんプロモーター短期検出法」開発のご案内
 日清食品ホールディングス株式会社(社長・CEO:安藤 宏基)は、食品に含まれる発がん性物質の新しい試験法
「発がんプロモーター短期検出法」を開発し、11月13日(木)、14日(金)に開催される「日本動物実験代替法学会21回大会」で発表致します。
                      ■開発の意図
 近年、今まで食事として食べていたものの中で、食品の調理加工段階で生成される「
アクリルアミド」や食品着色料の「アカネ色素」などが、新たに発がん性の疑いがある物質として明らかになっています。
 発がん性物質には、
体内の遺伝子に変異を直接引き起こすものと、遺伝子の変異を引き起こさずに他の発がん性物質の発がん作用を促進するものがあります。後者の発がん性物質を検出する試験法として、動物実験以外では従来、「BALB/c 3T3細胞を用いた形質転換試験」(*1)が試験実績も多く、発がん性物質の検出能力の高さ、試験施設の能力によるバラつきが少なく安定した結果が得られるという点で優れているといわれています。
 しかしながら、従来の試験法では、検査が長期にわたる上に簡便ではなく、多数の検査物質を対象とする検査には向いていませんでした。そこで弊社では食品に含まれる発がん性物質を短期間で、簡便に、低コストで検査できる新しい試験法「
発がんプロモーター短期検出法」(NESTUP [ネスタップ] : Nissin’s Evaluation System for TUmor−Promoting activity)を独自開発致しました。
 弊社では、この試験法を活用して、原材料の発がん性に関する安全性情報の集積を進め、安全性の更なる向上を目指します。また、来年度から、社外受託試験を予定しています。
 なお、当試験法は現在特許出願中です。
 (
*1)「BALB/c 3T3細胞を用いた形質転換試験」について
 マウス繊維芽細胞由来のBALB/c 3T3細胞を用い、動物を使用しないで2段階発がんを再現できる試験法です。BALB/c 3T3細胞は、通常、単層の石畳状の形態をしていますが、発がん性物質を添加し、数週間培養すると、紡錘状に形態が変化した細胞の多層に重なり合った集団(形質転換巣)が現われます。この形質転換巣の数を数えることで発がん性の有無やその強度を調べることができる方法です。
                        【 「発がんプロモーター短期検査法」の特長 】
 (1)25日間必要だった従来の試験法と比べ、3日間という短期間で試験可能。
 (2)従来の試験法と比べ、検査物質(発がん性物質等)の量が1/10で試験可能。
 (3)顕微鏡観察等の必要がなく、客観的なデータが得られる。
 (4)多数のシャーレや培養液を必要とせず、低コストで試験可能。
 【 「発がんプロモーター」と「発がんプロモーター短期検出法」の原理 】
 ・発がんプロモーター
 正常な細胞ががん
細胞になるまでには、いくつかの段階を経ると考えられており、この一連の過程を「多段階発がん」といいます。
 1段階目は、「イニシエーター」と呼ばれる発がん性物質が、
遺伝子に変異を起こす段階(イニシエーション作用)です。
 2段階目は、「プロモーター」と呼ばれる物質や他の発がん物質が、
傷ついた遺伝子細胞を増殖させる段階(プロモーション作用)です。
 2段階目以降に、
重要な遺伝子異常が生じると、細胞はがん化します(プログレッション作用)。
 「
発がんプロモーター」は、それ自身が発がんを引き起こすのではなく、他の発がん物質による発がん作用を促進する物質をいいます。一般的には「発がんプロモーター」がなくなれば、傷ついた遺伝子細胞の増殖を促す作用もなくなると考えられています。
                   ・「発がんプロモーター短期検出法」の原理
 BALB/c 3T3細胞を用いた形質転換試験の、2段階目のプロモーション作用の評価段階でさまざまな「発がんプロモーター」を加え、これに対して特有の変動を示す
遺伝子群(マーカー遺伝子群)を発見したことに本試験法の画期性があります。
 本試験法は、これらマーカー遺伝子群の発現量が増加した数を指標とすることで、試験結果を早期に予測できるため、発がんプロモーション作用の有無を調べるための、ファースト・スクリーニングとして適しています。
 エボラ熱ワクチン試作   このページトップ






エボラ熱ワクチン試作 東大、マウスで効果
 東京大学の河岡義裕教授らのグループは、致死率が極めて高いことで知られる感染症「エボラ出血熱」のワクチンを試作した。遺伝子操作で無毒化したエボラウイルスをワクチンとしてマウスなどに接種したところ、本物のエボラウイルスに感染させても生き残った。基礎的な研究段階で、実用化にはサルなど人間に近い動物での検証が必要になるとみられる。
 研究成果は米専門誌に発表した。(07:00)  新聞記事 2009/2/13
 王子製紙   このページトップ






王子製紙、かずさDNA研究所とユーカリ品質改良の共同研究
 王子製紙は、木質バイオマスの安定供給を目指し、ユーカリの遺伝子組み替えによる育種技術の開発のため、かずさDNA研究所と共同研究を行うと発表した。
 共同研究では、樹木バイオマスの本質である木部形質の改良、環境ストレス耐性をつけるために必要な遺伝子の探索などを行う。これらの情報を活用し、選抜、交雑だけでなく、遺伝子組み替え技術による効率的な新品種を作ることができるようになる。
 また、新品種の大規模植林の際に必要となるクローン増殖を行うための挿し木方法の改良や、花粉の飛散など遺伝子組み替えユーカリの生態系への影響を抑えるための花芽形成機構の解明も実施する予定。
 ユーカリは成長性が良く、塩害などにも強いため、植林木として多用されている。現在、同社が植林事業を行うオーストラリアには年間の降水量が600ミリメートル以下の乾燥した広大な土地がある。今回の共同研究で、高成長で高品質、環境ストレスに強い新品種が開発できれば、今までは植林できなかった土地の活用が可能になる。(日経エコロジー、EMF)
■関連情報
・王子製紙のWebサイト http://www.ojipaper.co.jp/
 バイオマーカー   このページトップ






バイオマーカーとは・抜粋 ・ トップ・疾病予防、将来疾病に罹るリスク診断 
 バイオマーカーとは
 バイオマーカーとは、尿や血清中に含まれる生体由来の物質で、生体内の生物学的変化を定量的に把握するための指標(マーカー)となるものを指します。例えば、腎機能を評価するために測定する尿中に含まれるアルブミンや、肝機能の指標となる血清中のGPT、GOT等は良く知られているバイオマーカーです。バイオマーカーはある特定の疾病や体の状態に相関して量的に変化するために、そのバイオマーカーの量を測定することで疾病の診断や効率的な治療法の確立等が可能となります。生体内には数多くのバイオマーカーが存在します。近年の科学技術の進歩は、今まで困難だったバイオマーカーの発見を可能にしてきました。今後新しく発見されるバイオマーカーは、従来の検査項目よりも鋭敏かつ詳細に体の状態を反映すると期待されます。
 疾病予防バイオマーカー
 糖尿病高脂血症動脈硬化症といった生活習慣病は、長年の不適切な生活習慣が原因となり時間をかけて徐々に形成されてくる病気です。早期に兆候を認知し食生活を中心とする生活習慣を改善することで発症を予防し健康を維持することが可能となります。当社が注力している“疾病予防バイオマーカー”とは、現在は健康であっても将来その疾病に罹るリスク診断とそのリスクを軽減する食品の機能性評価を実現させるものです。そのために、血清などの試料中に微量にしか存在しないバイオマーカーであっても検出できる最先端の質量分析計を桂研究所に設置し、網羅的プロテオーム解析によって目的とするバイオマーカーの探索、同定を行っています。
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健康は遺伝子(DNA)のメタゲノム解析で守れる時代
かずさDNA研究所の定期的なお知らせの受領登録
2002年ノーベル賞のロバート資料
科学技術振興事業団
概念図
かずさDNA研究所
み水、フコイダン
マスク
3M 1870(折りたたみ式) N95 鳥インフルエンザ、SARS、結核対策用マスク (20枚入り)
 平成3年10月千葉県の支援で、財団法人かずさDNA研究所・設立、植物やヒトのDNAに刻まれた「生命の設計図」である遺伝情報を解読し、それに基づいて、細胞の中でさまざまな働きをしている遺伝子についての研究を行う。 (基本財産、48億18百万円)
ガン及び新型インフルエンザ罹るリスク回避の唯一の方法
リスク回避の東京大学メタゲノム解析かずさDNA研究所・理化学研究所・厚労省研究班共同研究 (先天性免疫不全症)
1918年大流行「スペイン風邪」、強毒性のカギ特定、東大チーム 2008/12/29
エボラ熱ワクチン試作 東大マウスで効果 '09/ 日清食品食品に含まれる発がん性物質の試験法を開発 '08/
王子製紙かずさDNA研究所とユーカリ品質改良共同研究 '04/ 疾病予防バイオマーカーとは、将来疾病に罹るリスク診断
 我が家の健康   このページトップ




















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