Analysis of neurological genetic diseases using nanopore long read sequencer
| Project/Area Number |
19K07977
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 52020:Neurology-related
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| Research Institution | Tokyo Medical and Dental University (2020-2021)
Yokohama City University (2019) |
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Principal Investigator |
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
Frith Martin 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 教授 (40462832)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2021: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2020: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
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| Keywords | ナノポアシークエンサー / 遺伝性神経疾患 / ロングリードシークエンサー / 単純反復配列 / リピート病 / ゲノム構造異常 |
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| Outline of Research at the Start |
ナノポアシークエンサーは、1万塩基以上の長いDNA(ロングリード)の塩基配列を決定できるシークエンサーである。本研究では、ナノポアシークエンサーを用いて、遺伝性疾患の原因となりうる、ゲノム構造異常を検出する解析システムを確立する。申請者らは、これまで独自に、ナノポアシークエンスデータから、単純反復配列とゲノム構造異常を網羅的に解析する手法を開発してきた。本研究ではこの手法を用い、従来の手法では変異を見つけることができなかった遺伝性疾患のロングリード全ゲノムシークエンスを行い、疾患原因を探索する。さらに、単純反復配列について比較ゲノム解析を行い、ヒトゲノムにおける単純反復配列の意義を解明する。
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| Outline of Final Research Achievements |
In this study, we developed an analysis system to detect tandem repeats and genomic structural abnormalities that may cause genetic diseases using a nanopore long-read sequencer. We analyzed actual patients' genomes with relatively low analysis cost and labor to find pathological alterations. Using this method, we were able to elucidate the causes of multiple diseases that were unresolved by conventional methods. Genomic functions are not yet understood in many parts of the genome; most of which are repetitive regions. We believe that our attempt to unveil the disease genome will lead to overcoming diseases and will be a step toward gaining new insites about the unknown functions of the human genome.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
従来型のシークエンサーは長い反復配列の検出に弱く、ヒトゲノムに100万以上存在すると言われる単純反復配列を網羅的に解析することは難しいと考えられており、ロングリードシークエンサーを用いたゲノム解析の開発に期待がもたれていた。本研究では、実際の疾患患者の解析にロングリードシークエンサーを用いて、未解決課題を解決することができるというproof of conceptを示すことができた。さらに、誰もが難治性疾患の診断や研究に使うことができるように、コストを抑えたターゲットシークエンスによる解析系を立ち上げたことは意義が大きいと考えている。
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Report
(4 results)
Research Products
(17 results)
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[Journal Article] Father-to-offspring transmission of extremely long NOTCH2NLC repeat expansions with contractions: genetic and epigenetic profiling with long-read sequencing2021
Author(s)
Fukuda H, Yamaguchi D, Nyquist K, Yabuki Y, Miyatake S, Uchiyama Y, Hamanaka K, Saida K, Koshimizu E, Tsuchida N, Fujita A, Mitsuhashi S, Ohbo K, Satake Y, Sone J, Doi H, Morihara K, Okamoto T, Takahashi Y, Wenger AM, Shioda N, Tanaka F, Matsumoto N, Mizuguchi T
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Journal Title
Clin Epigenetics
Volume: 13
Issue: 1
Pages: 204-204
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Long-read Sequencing Identifies the Pathogenic Nucleotide Repeat Expansion in RFC1 in a Japanese Case of CANVAS2020
Author(s)
Haruko Nakamura, Hiroshi Doi, Satomi Mitsuhashi, Satoko Miyatake, Kazutaka Katoh, Martin C Frith, Tetsuya Asano, Yosuke Kudo, Takuya Ikeda, Shun Kubota, Misako Kunii, Yu Kitazawa, Mikiko Tada, Mitsuo Okamoto, Hideto Joki, Hideyuki Takeuchi, Naomichi Matsumoto, Fumiaki Tanaka
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Journal Title
Journal of Human Genetics
Volume: 65
Issue: 5
Pages: 475-480
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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