リピート領域も包括したオミクス解析法による新たな細胞の特徴と機能の解明
| Project/Area Number |
23K18247
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 50:Oncology and related fields
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| Research Institution | Japanese Foundation for Cancer Research |
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Principal Investigator |
宮田 憲一 公益財団法人がん研究会, がん研究所 がんエピゲノムプロジェクト, 特任研究員 (20816938)
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| Project Period (FY) |
2023-06-30 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2024: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
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| Keywords | リピート領域 |
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| Outline of Research at the Start |
近年、次世代シークエンシング技術の目覚ましい進歩により、ゲノムワイドなオミクス解析が盛んに行われているが、リピート領域は解析時に除外されてしまう。ゲノムの半分以上を占めるリピート領域を考慮しない解析法は、細胞の特徴を正確に記述できているとは言い難い。申請者はこの重大な欠点を解決するために、リピート領域のシグナルも解析アルゴリズムに組み込んだ画期的な新規オミクス解析技術を開発した。そこで本研究では、リピート領域シグナルも解析できる手法を基盤とした、真のゲノムワイド解析を行うことで細胞のアイデンティティを正確に炙り出すことを目的としている。
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年の次世代シークエンシング技術の飛躍的な進展により、ゲノムワイドなオミクス解析が広範囲に行われるようになっている。しかしながら、現在の解析プロセスでは、ゲノムの半分以上を占めるリピート領域がしばしば解析から除外されてしまう。ゲノムの半分以上を占めるリピート領域を考慮しない解析法は、細胞の特徴を正確に記述できているとは言い難い状況である。申請者はこの重要な問題を解決するために、リピート領域のシグナルも解析アルゴリズムに組み込んだ新規オミクス解析技術RepATACR法（Repeat-integrated scATAC-seq Reanalysis）を開発した。この技術は、リピート領域を含む全ゲノムデータを活用することで、細胞のアイデンティティをより詳細に解析できると考えられる。そこで本研究では、リピート領域シグナルも解析できるRepATACR法を基盤とした、ゲノムワイド解析を行うことで細胞のアイデンティティを新たな視点から炙り出すことを目的としている。具体的には、当研究室が保有している複数のサブタイプの乳がん検体に対して実施した単一細胞エピゲノムデータに対して、RepATACR法を基盤とした再解析を行い、特に、通常の解析法では困難である同じクラスター等に分類される細胞について、リピート領域を考慮した解析により、どのような差異が含まれているのかについて解析を行う。さらに、本解析により新たに明らかとなった現象や生まれた仮説をWET実験により検証を行う。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度は計画通り、当研究室が保有している複数のサブタイプの乳がん検体に対して実施した単一細胞エピゲノムデータ（scATAC-seq）に対して、RepATACR法を基盤とした解析を行った。興味深いことに、同じクラスターに分類された類似したクロマチンアクセシビリティを有する乳がん細胞及び間質細胞において、リピート領域のクロマチンアクセシビリティ状態にバラツキが確認された。さらに、同じクラスターに分類された細胞を抽出し、リピート領域のクロマチンアクセシビリティの強弱レベルでリクラスタリングした結果、特定のリピート領域の強弱レベルで炎症関連遺伝子群に転写活性に有意な差が見られた。これらの結果から、リピート領域のシグナルも組み込んだRepATACR法は、通常のクラスタリング法では見られなかった新しい細胞の特徴を見出すことができる方法であることが示された。また、リピート領域のクロマチンアクセシビリティレベルは、乳がん患者のサブタイプとは関連が見られなかったが、年齢と相関し、細胞増殖マーカーと逆相関する傾向も見られた。尚、リピート領域のシグナルが検出されない細胞もいたが、リピート領域のシグナルが検出された細胞とそうでない細胞でscATAC-seqのクオリティ値には差は見られなかったため、細胞の品質が悪いためにシグナルが検出されていない可能性は低いと考えられ、RepATACR法を基盤とした解析により新たな細胞の特徴が明らかとなった。
以上の成果より、本研究はおおむね順調に進展していると判断される。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度は、本年度乳がん検体エピゲノムデータに対して実施したRepATACR法を基盤とした解析結果から明らかとなった現象をWET実験により検証を行う。具体的には、特定のリピート領域の活性化若しくは抑制により、その制御候補遺伝子群の転写活性に与える影響を検証することを検討している。
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Report
(1 results)
Research Products
(8 results)
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[Presentation] オルガノイドのマルチオミックス解析による膵癌遠隔転移可塑性メカニズムの解明2023
Author(s)
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Organizer
第82回 日本癌学会学術総会
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Author(s)
土屋あい, 粂川昂平, 佐伯澄人, 尾辻和尊, 楊麗英, 鈴鹿淳, 宮田憲一, 高橋洋子, 野田哲生, 大野真司, 井本滋, 上野貴之, 丸山玲緒
Organizer
第82回 日本癌学会学術総会
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