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同じトレーニングをしていても、パワーや瞬発力がつきやすい人もいれば、持久力が伸びやすい人もいます。こうした個人差は、どこから生まれるのでしょうか。

 

福典之教授は、運動能力や筋肉の性質、けがのしやすさなどに関連する遺伝的な要因について研究しています。その目的は、遺伝情報によって競技への向き・不向きだけを判定することではありません。遺伝的な違いが身体の中でどのような仕組みを生み出しているのかを明らかにし、一人ひとりに合ったトレーニングや栄養、健康づくりにつなげることを目指しています。

 

2026年度には、ヒト骨格筋バイオバンクの構築と、運動能力に関連する分子メカニズムの解明を目指す研究が、科学研究費助成事業の基盤研究（A）に採択されました^*。基盤研究（A）への採択は、本学スポーツ健康科学部として初めてとなります。

スポーツ遺伝学研究の原点と、その先に描く未来について聞きました。

研究テーマの概要

―現在取り組んでいる研究について教えてください。

私が研究しているのは、運動能力や筋肉の性質、けがのしやすさなどに関連する遺伝的な要因です。

人の身体には、生まれ持った遺伝情報があります。遺伝子を調べることで、ある人は瞬発的な力を発揮しやすい、ある人は持久的な運動に適した特徴を持っている、といった個人差の一部を解明できる可能性があります。ただし、「この遺伝子を持っているから、あなたは短距離向きです」「この遺伝子を持っていないから、この競技には向きません」と判定するだけでは、研究成果の使い道は限られてしまいます。

 

私が本当に知りたいのは、遺伝子の違いによって、筋肉や身体の中で何が起こっているのかということです。遺伝子が筋肉のどのような機能に影響し、それが運動能力の違いとして表れるのか。その仕組み、つまりメカニズムを明らかにしたいと考えています。

現在進めている基盤研究（A）では、主に「ヒト骨格筋バイオバンク」の構築に取り組みます。バイオバンクとは、研究参加者から提供していただいた筋肉の組織や血液試料などと、筋力、筋肉量、筋線維の構成などの身体的特徴の情報を将来の研究に活用できるように適切に保管する仕組みで、本研究課題では、筋線維組成や筋力といった身体的特徴とゲノム（DNA配列）やトランスクリプトーム（遺伝子発現）などのオミクス情報と結びつけて解析します。

 

ゲノムは、個体が持っている遺伝情報全体のことです。一方、遺伝子発現を調べると、筋肉の中で、どの遺伝子がどの程度働いているかが分かります。持って生まれた設計図と、その設計図が実際にどのように働いているかの両方を調べるということです。

さらに、トップアスリートの全ゲノム解析から、運動能力に関連する可能性のある新しい遺伝子を探します。そこで見つかった候補をヒトの筋肉、細胞、動物実験などで詳しく調べ、遺伝的な要因が筋肉の機能に影響する仕組みを明らかにしていきます。

現在の研究に取り組むようになったきっかけ

―福先生が、運動能力と遺伝の研究に関心を持つようになった原点を教えてください。

私自身、中学生から高校生にかけて陸上競技の長距離走に取り組んでいました。中学生の頃までは県内でも上位の成績でしたが、第二次成長期になると、身体にどんどん筋肉がつくようになりました。高校生になる頃には体重は50kgほどだったのに、ベンチプレスは80kgくらい持ち上げることができました（多くの長距離ランナーは自身の体重と同じ重さのバーベルを持ち上げることさえ困難です）。

 

長距離ランナーとしては、かなり筋力が強い体質だったのだと思います。短い距離のスピードはありましたが、高校に進学し、より長い距離を走るようになると、次第に通用しなくなっていきました。同じように練習をしているのに、なぜ自分だけ身体つきが違うのだろう。なぜ人によって、これほど能力に差があるのだろう。そうした疑問は、当時から持っていました。

 

高校3年生になる前の春合宿では、後に日本のトップアスリートとなる同世代のアスリートと一緒に走る機会がありました。私は最初から必死に走っているのに、そのアスリートは涼しい顔で走っていました。その姿を見て、「いくら練習しても、この人のようにはなれないかもしれない」と感じました。その経験をきっかけに、競技者として陸上を続けるのではなく、指導者になろうと考え、体育系の大学に進みました。

 

大学入学後、田畑 泉先生（現・立命館大学）が執筆された本を読み、運動やトレーニングを科学的に研究する世界があることを知りました。大学1年生の秋だったと思いますが、その本に非常に感動し、研究者になろうと決めました。それまで勉強にはあまり熱心ではありませんでしたが、そこから本格的に勉強を始めました。最初から遺伝学を研究したかったわけではありません。学部・大学院修士課程では、運動中の代謝や、筋肉にエネルギーを蓄える仕組みなどに関心を持っていました。

 

遺伝学を始めた直接のきっかけは、大学院博士課程のときに、研究室に遺伝子の配列を解析する装置が導入され、その担当を任されたことです。当時は、遺伝学を専門とする教員も大学院生も身近にいなかったため、外部の研究所に学びに行きました。最初に取り組んだのは、アスリートではなく、肥満や糖尿病に関連する遺伝的な要因を探る研究でした。そこで高度な遺伝子解析技術や方法論を身につけ、博士号を取得した後、その技術をスポーツの研究に応用しました。

 

当時、日本ではスポーツと遺伝を専門的に研究している人はいませんでした。偶然始めることになった遺伝学が、結果として、生涯を通じて取り組む研究テーマになりました。

研究を通じて明らかにしたいこと

―遺伝的な特徴を見つけるだけでなく、そのメカニズムを調べることが重要なのはなぜでしょうか。

ある遺伝的な特徴と運動能力との関連が見つかったとしても、「その特徴を持つ人は能力が高い」ということだけでは、競技への適性を考える手がかりにはなりますが、その特徴を持たない人が能力を伸ばすために何をすればよいのかまでは分かりません。それだけでは、得意なことや不得意なことを見つけるための研究で終わってしまいます。場合によっては、遺伝情報によって人の可能性を決めつけたり、選別したりすることにもつながりかねません。私は、そのようなことを目的として研究しているわけではありません。

 

重要なのは、遺伝子の違いが、身体のどの機能を変えているのかを明らかにすることです。

例えば、ある遺伝子の働きが筋肉の性質を変え、瞬発的な力を高めていることが分かったとします。その遺伝的な特徴を持っていない人でも、同じ筋肉の機能を高めるトレーニング方法を見つけることができれば、能力をさらに伸ばせる可能性があります。

 

トレーニングでは、単に「この運動を何回行う」ということだけでなく、身体のどの機能を高めるために行っているのかを理解することが重要です。遺伝子から筋肉、筋肉から運動能力へとつながる仕組みが分かれば、より目的が明確で、効率的なトレーニングを考えられるようになります。

生まれ持った違いを理由に可能性を閉ざすのではなく、その違いが生じる仕組みを理解し、トレーニングや栄養、休養といった環境要因によって、どのように能力を伸ばせるかを考えることが、私の研究の目標です。

スポーツ、健康、教育、社会へのつながり

―研究成果は、スポーツ現場や健康づくりに、どのようにつながるのでしょうか。

スポーツ現場では、多くの人が同じ内容のトレーニングを行う集団指導が、現在も一般的です。しかし、同じトレーニングをしても、その効果は人によって異なります。パワーや瞬発力がつきやすい人もいれば、持久力が伸びやすい人もいます。同じ練習量でも、すぐに回復する人もいれば、疲労がたまり、けがにつながりやすい人もいます。

それぞれの体質や身体の反応を理解したうえで、トレーニングの内容、運動量、栄養摂取、休養方法などを考えることができれば、指導をより個別化できます。一人ひとりの違いを理解し、その人に合った方法で能力を伸ばすことが、スポーツ分野への大きな応用の一つです。

 

一方で、骨格筋の研究は、アスリートの競技力向上だけに関係するものではありません。筋肉は、私たちが健康に生活するうえでも非常に重要です。年齢を重ねると、筋肉量や筋力が低下するサルコペニアが問題になります。筋肉の性質や、筋肉が減りやすい人と減りにくい人の違いが分かれば、高齢者の健康維持や介護予防にも役立つ可能性があります。現在構築しようとしているヒト骨格筋バイオバンクも、最初はアスリートのパフォーマンスを理解するために活用しますが、将来的には、サルコペニアをはじめとするさまざまな健康課題の研究にも役立てたいと考えています。

 

海外には骨格筋のデータベースがありますが、欧米の人々を主な対象としたものが多く、その結果をそのまま日本人に当てはめることはできません。日本人の骨格筋の特徴と、遺伝情報、筋力、筋肉量などを結びつけた研究基盤をつくることには、大きな意味があります。

将来的には、私たちだけが利用するのではなく、他の研究者もデータにアクセスし、それぞれの研究に活用できるような、開かれたデータベースにしたいと考えています。

 

遺伝情報を用いる研究では、正確なデータを集めることが非常に重要です。AIなどの技術が発展しても、もとになるデータが正確でなければ、正しい答えは得られません。そのため、筋生検による新鮮な筋組織の採取と適切な保存、筋線維の種類や大きさの評価、さらにはオミクス技術を用いた解析まで、研究の土台となる基礎的な部分に徹底してこだわっています。

これから挑戦したい研究

―今後、どのような研究に挑戦したいと考えていますか。

これから特に力を入れたいのは、研究成果をスポーツや健康の現場に応用することです。以前は、「なぜアフリカ出身のアスリートはあれほど速いのだろう」「なぜ人によって運動能力が違うのだろう」という純粋な疑問が、研究の中心にありました。もちろん、その疑問は今も変わりません。ただ、ここ5年ほどは、研究によって分かったことを、どのように人の役に立てるのかを、より強く考えるようになりました。

 

今回の基盤研究（A）で構築するヒト骨格筋バイオバンクは、そのための重要な基盤になります。採取した筋組織を可能な限り生体に近い状態で速やかに保存し、筋力や筋肉量、筋線維組成といった身体的な特徴に関する情報と、ゲノムやトランスクリプトームなどのオミクスデータを結びつけます。

まずは、アスリートの運動能力に関わる仕組みを解明するために活用しますが、将来的には、筋力低下やサルコペニアを予防する研究にも広げていきたいと考えています。日本人の筋肉や体質に関する信頼性の高いデータを蓄積し、多くの研究者が利用できる研究基盤に育てていくことが目標です。短期間で完成するものではなく、10年以上かけて取り組む研究になると思います。

学生に伝えたいこと

―研究に関心を持つ学生には、どのようなことを伝えたいですか。

何か一つでも興味を持ったことがあれば、とことん追究してほしいと思います。すぐに成果が出なくても、遠回りに見えても、続けることで道が開けることがあります。遺伝学の研究は、30年ほど前に非常に注目され、多くの研究者が参入した時期がありました。しかし、当時は膨大な遺伝情報を解析する技術が十分でなく、個々の遺伝的要因が及ぼす影響を正確に評価することが困難でした。そのため、研究成果をどのように社会や現場に応用するのかが見えにくくなり、一時期は研究分野全体が下火になりました。

 

私自身も、この研究を続けて意味があるのだろうかと悩んだことがあります。それでも研究を続けてきました。私にはそれしかできなかった、という面もありますが、続けてきたからこそ、最近になって、遺伝情報に応じたトレーニングや栄養摂取、貧血の予防など、現場に応用できる可能性が少しずつ見えるようになってきました。

 

研究は、短期間で結果が出るとは限りません。今は役に立たないように見える研究でも、技術や社会の状況が変わることで、後から大きな意味を持つことがあります。分からないことがあれば、まず調べてみる。調べても分からなければ、実験や調査によって確かめる。その過程を楽しみながら、自分が面白いと思ったことを追究してほしいと思います。

高校生・受験生へのメッセージ

―最後に、高校生や受験生へメッセージをお願いします。

「高校生だから、まだこれはできない」「大学に入ったばかりだから、まずは勉強だけをしなければならない」と、自分で可能性を決めつけないでほしいと思います。最近では、小学生の自由研究が科学論文として発表されたり、高校生が非常に高度な研究に取り組んだりする例もあります。年齢に関係なく、強い興味を持って追究すれば、新しい発見につながることがあります。

 

私自身も、大学に入ってから研究に興味を持ち、研究を進めながら必要な知識を学んできました。すべての知識を身につけてから研究を始めなければならないわけではありません。興味を持ったら、まず挑戦してみることが大切です。知識や技術が足りない部分は、大学の教員や大学院生が支えることができます。

順天堂大学にも、さまざまな分野を専門とする研究者がいます。「なぜだろう」「調べてみたい」と思うことがあれば、その気持ちを大切にして、年齢や経験にとらわれず、一歩を踏み出してほしいと思います。

 

■教員紹介
スポーツ健康科学部 福 典之 教授
https://www.juntendo.ac.jp/academics/graduate/hss/staff/00251.html