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ライフサイエンス分野の現状及び動向 1 .ゲノム・機能分子

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)ゲノミクス

中国は 1998 年に北京と上海にそれぞれ国家ヒトゲノ ム研究センターを設置し、翌年には国際プロジェクト である「ヒトゲノム計画」に正式に参加した。この計画 の中で中国は 1 %のゲノム、すなわち第 3 番染色体短腕 上の 3000 万塩基対の解読を担当した。中国の研究者は 2000 年 4 月末、マップ作成を完了させている。

中国は遺伝子多型の研究に関して、「中華民族ゲノム 若干遺伝子座研究」プロジェクトを重点プロジェクトと 定めて実施し、4 年間の研究を通じて初期の目標をほぼ 達成した。既に少数民族と漢族の不死化細胞株を約 30 樹 立している。

「ヒトゲノム計画」において北京区域の SNP 座を 8000 個ほど鑑定しており、さらに「炎黄 1 号プロジェクト」で は、全ゲノム比較法によりSNP座を約1万3000個スクリー ニングし、1177 億の塩基対を測定して dbSNP バンクへ 提出した。「炎黄 1 号プロジェクト」の有効カバー率は 99.7%、変異検査測定精度は99.9%以上である。「Nature」

誌の 2007 年 11 月号のトップ記事として「炎黄 1  号プロ ジェクト」が特集された。

また、中国人ゲノム一塩基多型(SNP)のハプマップ作 成及び開発応用を通じて、ヒト 21 番染色体上の 127 個の 既知遺伝子に対して大規模な SNP スクリーニング研究を 行い、系統的な中国人SNPタイプと頻度を取得している。

これらの結果と中国 3 番染色体 SNP 関連研究の成果か ら、中国人の SNP/ ハプロタイプの特徴が大まかにまと められ、中国人の代表的な SNP データベースが構築され ている。現在、さらに中国人のゲノムハプマップが作成 されている。

中国は、微生物ゲノムの研究においても顕著な成果を あげており、多種の微生物の全ゲノム配列測定作業を完 了している。例えば、予防医学科学院ウイルス研究所に よるワクシニア中国ビタミン C 核心菌株の KV 菌を生産 するゲノム全配列測定、国家海洋局第三海洋研究所等に よる中国エビ白斑桿状ウイルス・ゲノム全配列測定、衛 生部ゲノムセンターによる 2A 赤痢菌全配列測定、国家 人類ゲノム南方研究センター等によるレプトスピラと表 皮ブドウ球菌全配列測定、国家人類ゲノム南方センター によるキサントモナス・ゲノム全配列測定などがあり、

これらは世界で報道された全ゲノム解読完了プロジェク トの約 10 %を占めている。

2009 年 8 月 1 日には、深圳華大遺伝子研究院が中心に なって企画した「微生物 1 万種ゲノム計画」がスタートし た。同計画では、今後 3 年間で 1 万種の微生物の全ゲノム 配列図を完成させるとともに、これに基づいて遺伝子レ ベルでの探索と研究を進めるという目標が掲げられた。

また、深圳華大遺伝子研究院は「動植物 1000 種ゲノム 計画」に着手した。2010 年 1 月 25 日付「科学網」が伝えた もので、それによると 2 年内に 1000 種類に及ぶ重要な動植 物のゲノム配列を解読することを目的として提案を募集

②中国科学院によるライフサイエンス分野での国際協力(一部)

相 手 国 提携機関 主要提携内容 主要交流方式

エジプト エジプト科学院 バイオ技術

パキスタン パキスタン国際ナサジャリスクール 物理、バイオ技術 研修 日本 日本学術振興会 自然科学(重点はバイオ、電子、材料) 講演、訪問

日本 理化学研究所 物理、化学、生物、電子、半導体、ライ

フサイエンス

1年間の研究者交換

オランダ オランダ教育科学省 自然科学の各分野(重点は気候変動と 環境、材料、バイオ)

中、短期プロジェクト、講演、共同研究 フランス 農業研究所 農業とライフサイエンス 青年研究者の相互訪問、シンポジウム

パキスタン 原子力委員会 バイオ プロジェクト単位で決定

フランス 国立健康・医学研究所 ライフサイエンス、分子生物学、神経生 理と生物学、免疫学、細胞遺伝、薬理学

共同プロジェクト

ドイツ 健康・環境保護センター 生態農業と毒理学 共同研究

ドイツ バーデン・ヴュルテンベルク州科研部 ライフサイエンス 研修

③国家自然科学基金委員会によるライフサイエンス分野での国際協力(一部)

相 手 国 提携機関 主要提携内容 主要交流方式

カナダ 医学研究評議会 医学 研修、訪問

フランス 農業研究所 農業科学 プロジェクト単位で決定

イギリス バイオ技術・生物学研究委員会 バイオ技術とバイオ科学 プロジェクト単位で決定

カナダ ケベック医学研究評議会 医学 研修、訪問

メキシコ 国際トウモロコシ小麦改良センター 農業科学 プロジェクト単位で決定

フィリピン 国際水稻研究所 農業科学 プロジェクト単位で決定

2章 ライフサイエンス分野

し、国際的な専門家で構成された委員会で審査、決定する。

こうしたなかで、ゲノム配列の解読に関する成果が着々 と出てきている。14ヵ国・地域の科学者からなる「国際ジャ ガイモ・ゲノム配列解読チーム」は2009年9月23日、北京、

アムステルダム、ロンドン、ニューヨーク、リマなどでジャ ガイモのゲノム配列のドラフトを完成させたと発表した。

中国農業科学院野菜花卉研究所と深圳華大遺伝子研 究院からなる中国ジャガイモ・ゲノム配列解読チームが 中心となって完成したもので、ジャガイモの遺伝子改良 と育種を推進する役割を果たすと期待されている。ジャ ガイモのゲノムには 12 本の染色体と 8 億 4000 万の塩基 対が存在する。同ドラフトでは、95 %以上の遺伝子がカ バーされている。

また、青海大学と深圳華大遺伝子研究院が共同で進め てきたチベット・カモシカのゲノム配列図が完成した。

2009 年 12 月 26 日付「科学網」が伝えた。高原に住む絶滅 危惧種の遺伝子配列図としては世界初のもので、この研 究成果が高地住民の生活改善において重要な役割を果た すと期待されている。

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)機能ゲノム

中国の機能ゲノム研究は、スタートは遅かったものの 研究の進展は速く、一連の重要な研究で成果をあげてい る。主な研究は、①ヒトゲノムのクローン鑑定(新遺伝 子と重大疾患関連遺伝子)、②コメなどの植物及びその 他生物の新遺伝子の発見、③微生物新遺伝子――である。

①ヒトゲノムのクローン鑑定

1997 年以降、新 EST(Expressed Sequence Tag)、新 全長 cDNA(相補的 DNA)、新遺伝子を発見する能力が 大幅に向上した。完全な統計ではないが、中国は現在、

既に数十万本の EST の初期分離を完成し、ヒトゲノムの 全長 cDNA クローン数千本を完成し、数百件の新遺伝子 に関する特許を申請している。

重大疾病関連の遺伝子資源の収集では、科学技術部と 衛生部の支援の下、長沙、上海、北京を中心とする二十 数ヵ所の医学センターによる遺伝子資源収集ネットワーク と資源情報データベース管理システムが構築されている。

また、一般的な重要疾患に対し、大規模な現場調査と サンプリングが実施された。この中には、悪性腫瘍(肝臓 ガン、食道ガン、鼻咽頭ガン、胃ガン)、特発性高血圧、糖 尿病、精神疾病、神経系遺伝病とその他遺伝病の重要家 系同胞対及び各種組織の DNA サンプルが含まれている。

現在、鼻咽頭ガン、食道ガン、胃ガン、肝臓ガン及び白血 病等の悪性腫瘍の家系同胞対は500 個ほど、組織サンプルは 約 5000 個が収集・保存されている。精神病、心血管病、糖 尿病等の複雑疾患の同胞対は約1500 個が収集されている。

これ以外にも、全身性エリテマトーデス、乾癬、網膜 色素変性症などの一般疾患と希少遺伝性疾患のサンプル を含め、家系同胞対 3000 個以上、DNA(不死化細胞株を 含む)サンプル 1 万 8000 個以上が収集されている。

② 水稲などの重要経済植物に対する機能遺伝子クローン と機能ゲノム科学研究

これまでに水稲分蘖に関わる遺伝子 MOC1 と脆弱性 遺伝子 BC1 の分離に成功し、1 万 5000 個の水稲 EST 配列 を含んだ cDNA チップが構築された。多種成長発育時期 と環境応答分野の遺伝子発現プロファイルを作製し、イ ネ白葉枯病菌遺伝子、いもち病抵抗遺伝子、広親和性遺 伝子など、一連の水稲重要機能候補遺伝子のクローンが 作成された。また、T-DNA 挿入技術によって、独立転換 水稲より組成された突然変異体ベースと大量の EST な ど 1 万個以上が構築され、水稲染色体動原体の配列が完 全に測定されている。

科学技術部は 2013 年 5 月 17 日、「第 12 次 5 ヵ年」期の国 家 863 計画である「特色植物機能ゲノミクス研究・応用」

プロジェクトが河北省安陽市で開催されたことを明らか にした。国民経済の発展と生活水準の向上にともない、綿 花や大豆、落花生、アワ、馬鈴薯、ニンジンといった「特色 植物」製品の需要が急増しているため需給がひっ迫してい る。このため、こうした植物の機能ゲノミクス研究・応用 を系統的に行うことは、分子育種水準及び産出量が大きく 多剤耐性植物の新品種の育成にあたって重大な戦略的意 義を持つと考えられている。同プロジェクトでは、基礎研 究と応用研究を通じて、綿花等の「特色植物」の重要な遺 伝子発掘・ゲノミクス情報プラットフォームを建設する。

③微生物機能遺伝子研究

レプトスピラを維持する遺伝子が 4700 個程度はじめ て識別され、このうち新遺伝子は 95 %であった。また、

病原性遺伝子が 30 個程度、ワクチン開発用潜在新標的物 質 10 個程度の鑑定が行われている。

植物グラム陰性細菌全遺伝子配列の測定にあたり、当 該菌種のゲノムが 511.9497 万塩基対より組成したことを 明らかにした。予測される含有遺伝子約 4600 個、獲得さ れた遺伝子突然変異体約 2500 個、スクリーニングされた 非病原性突然変異体 170 個、キサンタンガム突然変異体 147 個、鑑定した病原関連遺伝子は 50 個である。

3

)プロテオミクス

中国科学院生物化学研究所、軍事医学科学院、復旦大 学、北京師範大学等は、国の支持の下、プロテオミクス(総 合的タンパク質科学)の研究を開始し、2 次元電気泳動プ ロテオミクス分離技術、画像解析技術、タンパク質鑑定質 量分光法を開発した。タンパク質のクロマトグラム / 電気 泳動 2 次元分離、2 次元チップ電気泳動分離質量分光オン ライン鑑定などの分野でも、重要な進展が得られている。

中国のプロテオミクス研究はスタートしたばかりであ るが、肝臓ガンなどの重大疾患、レチノイン酸による白 血病細胞アポトーシス誘導モデルとレチノイン酸による 胚神経幹細胞分化誘導モデルなどの比較プロテオミクス 研究、重要な生理・病理システム・プロテオミクス成分 研究の方面で、重要な成果を上げている。

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