Long read sequencing to expand the accessible genetic architecture of autism
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21H02848
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 52030:Psychiatry-related
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
木村 大樹 名古屋大学, 医学系研究科, 講師 (30612783)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高橋 長秀 名古屋大学, 医学部附属病院, 准教授 (50846714)
Aleksic Branko 名古屋大学, 医学系研究科(国際), 特任准教授 (60547511)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥17,680,000 (Direct Cost: ¥13,600,000、Indirect Cost: ¥4,080,000)
Fiscal Year 2023: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2022: ¥7,930,000 (Direct Cost: ¥6,100,000、Indirect Cost: ¥1,830,000)
Fiscal Year 2021: ¥9,100,000 (Direct Cost: ¥7,000,000、Indirect Cost: ¥2,100,000)
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| Keywords | 自閉スペクトラム症 / 全ゲノムシークエンス / ロングリードシークエンス / リピート配列 / 構造多型 / 多発家系 |
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| Outline of Research at the Start |
自閉スペクトラム症(ASD)の発症には遺伝要因の関与が指摘されているが、これまでのゲノム解析手法では、一部の症例にしかASD発症脆弱性ゲノム変異が同定されない。近年、ロングリードシークエンス技術が登場し、これまで同定が困難であった小さな規模のゲノム変異や、繰り返し配列の差異の検出が可能となった。この技術を用いることで、創薬や新規診断法に結びつくような、ASD発症への新しいメカニズムの解明を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年１分子シークエンス技術の進化と共に１万塩基以上に及ぶロングリードを用いたシークエンスが可能となり、ショートリードのWGSでは同定困難な小規模なゲノムコピー数多型（CNV）や、全ゲノム配列の約半分に及ぶリピート配列の変異が同定可能である。
以上を踏まえ本研究では、自閉スペクトラム症（ASD）脆弱性変異を効率良く同定可能と考えられるASD多発家系の中から、①従来のショートリードのWGSでは脆弱性変異が同定されないASD多発10家系（50検体）を抽出、②家系全体を対象にロングリードによるWGS、③変異のサイズ、頻度、遺伝子発現への影響に基づくフィルタリング、④発症脆弱変異の家系内での意義付け評価、⑤発症脆弱性を有する小規模CNVやリピート配列によるASD発症メカニズムの検証、を実施する予定である。
令和４年度は、１）ASDとASDと共通の遺伝基盤を有する統合失調症の多発家系のエクソーム解析データと全ゲノムCNV解析データから、発症脆弱性につながるゲノムバリアントを有する家系を除外した上でロングリードシークエンスを実施する家系の選定を行い、その成果を論文化した。さらに、２）ASD発症に強い影響を持ちうるゲノムバリアントを持つ患者群の臨床経過の特徴をまとめ、論文化した。３）１）２）の結果に基づき、ロングリードの多発家系解析にてASD発症脆弱性変異が同定される期待値の高い家系を抽出し、ロングリードシークエンスを実施し、小規模なゲノムコピー数多型（CNV）や、全ゲノム配列の約半分に及ぶリピート配列の変異を抽出するパイプラインを作成を行なった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
研究遂行上、より高精度なロングリードシークエンスの予備データが不可欠となり、解析パイプラインの作成にはPromethIONによる予備データでは不十分であることが判明し、自閉スペクトラム症関連変異同定のためにはSequelⅡを用いたより正確性の高いシークエンサーを用いた予備データを取得する必要が生じたため、当初の予定よりもやや遅れている。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、R4年度に開発したロングリードシークエンスのパイプラインを用いて、ASD多発家系のロングリードシークエンスを進めていく。さらに、ロングリードシークエンスで得られるゲノムバリアンとのサイズ、頻度、遺伝子発現への影響に基づくフィルタリング方法を構築し、発症脆弱性変異の家系内での意義付け評価、発症脆弱性を有する小規模CNVやリピート配列によるASD発症メカニズムの検証、を実施する。その後、ASD多発家系の全ゲノム関連解析（GWAS）を実施し、個々のASD患者のレベルにおいて、ASD発症へのリスクスコアを算出することを検討している。
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Report
(1 results)
Research Products
(10 results)
