ヒトゲノムにおけるAlu配列の遺伝性疾患，遺伝的多様性に与える影響に関する研究

• Project Area: Functions of non-coding DNA region for genome integrity
• Project/Area Number: 26114708
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Gifu University
• Principal Investigator: 深尾 敏幸 岐阜大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (70260578)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2016-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2015)
• Budget Amount: ¥11,050,000 (Direct Cost: ¥8,500,000、Indirect Cost: ¥2,550,000); Fiscal Year 2015: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000); Fiscal Year 2014: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
• Keywords: Alu配列 / 非コードDNA / スプライシング / エクソン認識 / 遺伝子再構成 / 遺伝子内欠失 / Alu element

Outline of Annual Research Achievements

Alu配列はヒトゲノム中の100万コピー以上もあるとされ、全ゲノムの約１０％を占める。Alu 配列は霊長類の進化とともに出現した。Alu配列はこれまで意味のない配列と考えられてきたが、最近その機能についての知見がすこしづつ報告されてきている。イントロン内のAlu配列が近傍エクソンのスプライシングに与える影響について解析した。
ACAT1遺伝子イントロン９へ、元々イントロン６に存在したAlu配列のタンデムに並んだ配列を逆方向（AluYc―AluSz－AluSxの順）で挿入した場合、mini―gene splicing実験でエクソン１０をスキップさせることを見いだしていた。このAluYc―AluSz－AluSxを１つのAluSxのみとしてもエクソン１０スキップが生じた。一方同じイントロン１０の上流に存在した正方向のAluJoを取り除くと、エクソン１０をスキップする効率は低下した。続いてAluSxの位置をエクソン１０に近づけるとスキップする効果が強くなった。このようにイントロン上の逆方向に挿入されたAlu配列はその位置、周りのAluの存在に影響されつつエクソン１０スキップを来すことが明らかになった。
HMG-CoA lyase欠損症について、MLPA法を確立し、通常の遺伝子解析で一方の変異を同定出来なかった２例についてMLPA法で解析し、１例ではヘテロ接合でのエクソン２－４の欠失を証明し、その切断点のイントロン１側がAlu配列内であることを明らかにした。またもう１例ではMLPA法の結果から、Alu配列の関与する遺伝子再構成ではなく、Uniparental disomyが病因であることが示唆され、マイクロアレイ解析にて証明することが出来き，平成27年度に論文化できた。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Inborn errors of ketone body utilization (2015)
  • Author(s): Hori T, Yamaguchi S, Shintaku H, Horikawa R, Shigematsu Y, Hakayanagi M, Fukao T
  • Journal Title: Pediatr Int Volume: 57 Issue: 1 Pages: 51-48
  • DOI: 10.1111/ped.12585
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Application of multiplex ligation-dependent probe amplification, and identification of a heterozygous Alu-associated deletion and a uniparental disomy of chromosome 1 in two patients with 3-hydroxy-3-methylglutaryl-CoA lyase deficiency (2015)
  • Author(s): Aoyama Y, Yamamoto T, Sakaguchi N, Ishige M, Tanaka T, Ichihara T, Ohara K, Kouzan H, Kinosada Y, Fukao T.
  • Journal Title: International Journal of Molecular Medicine Volume: 35 Issue: 6 Pages: 1554-1560
  • DOI: 10.3892/ijmm.2015.2184
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Application of Multiplex ligation-dependent probe amplification and identification of a heterozygous Alu-associated deletion and a uniparental disomy of chromosome 1 in two Japanese patients with 3-hydroxy-3-methylglutaryl-CoA lyase deficiency. (2015)
  • Author(s): 6. Aoyama Y, Yamamoto T, Sakaguchi N, Ishige M, Tanaka T, Ichihara T, Ohara K, Kouzan H, Kinosada Y, Fukao T
  • Journal Title: Int J Mol Med Volume: 未定
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Ketone body metabolism and its defects. (2014)
  • Author(s): Fukao T, Mitchell G, Saas JO, Hori T, Orii K, Aoyama Y
  • Journal Title: J Inherited Metab Dis Volume: 37 Issue: 4 Pages: 541-551
  • DOI: 10.1007/s10545-014-9704-9
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] Metabolism of ketone bodies and its defects (2015)
  • Author(s): Fukao T
  • Organizer: X Congreso Latinamericano De Errores Innatos Del Metabolisomo Y Pesquisa Neonatal
  • Place of Presentation: Santiago (Chile)
  • Year and Date: 2015-11-17
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Organic academia and beta-oxidation defects: expanded neonatal screening in Japan (2015)
  • Author(s): Fukao T
  • Organizer: X Congreso Latinamericano De Errores Innatos Del Metabolisomo Y Pesquisa Neonatal
  • Place of Presentation: Santiago (Chile)
  • Year and Date: 2015-11-17
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Two patients with atypical form and one with infantile form of HSD10 disease were identified in Japan (2015)
  • Author(s): Fukao T, Sasai H, Aoyama Y, Akiba K, Goto M, Hasegawa Y, Kobayashi M, Ida H, Akagawa S, Hasegawa Y, Yamaguchi S, Shigematsu Y
  • Organizer: Annual symposium of the society for the study of inborn erroros of metabolism
  • Place of Presentation: Lyon (France)
  • Year and Date: 2015-09-01
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Ketolysis and Ketogenesis Defects (2015)
  • Author(s): Fukao T
  • Organizer: XIII Metabolic Diseases and Nutrition Congress
  • Place of Presentation: Adana (Turkey)
  • Year and Date: 2015-04-14
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] HMG-CoAリアーゼ（HMGCL）遺伝子のMLPA法確立とHMGCL欠損症1症例における Uniparental disomyの同定 (2014)
  • Author(s): 青山友佳，山本俊至，坂口直美，石毛美夏，田中藤樹，市原朋子，大原克明，深尾敏幸
  • Organizer: 第５６回日本先天代謝異常学会
  • Place of Presentation: 仙台
  • Year and Date: 2014-11-12 – 2014-11-15
• [Presentation] ACAT1遺伝子のイントロン９へのAlu挿入はエクソン10の認識に影響を与える (2014)
  • Author(s): 深尾敏幸、堀友博、笹井英雄、大塚博樹、青山友佳
  • Organizer: 第５６回日本先天代謝異常学会
  • Place of Presentation: 仙台
  • Year and Date: 2014-11-12 – 2014-11-15
• [Presentation] Clinical Importance of ketone body metabolism and its defects. (2014)
  • Author(s): Fukao T
  • Organizer: International Conference on Inborn Errors of Metabolism and 3rd National Conference of ISIEM
  • Place of Presentation: Hyderabad (India)
  • Year and Date: 2014-09-19 – 2014-09-21
  • Invited
• [Presentation] Alu elements insertions into intron 9 affect exon 10 recognition with a suboptimal splice acceptor site in human ACAT1 gene. (2014)
  • Author(s): Fukao T, Hori T, Sasai H, Ohtsuka H, Kimura T, Aoyama Y
  • Organizer: Annual symposium of the society for the study of inborn errors of metabolism
  • Place of Presentation: Innsbruck (Austria)
  • Year and Date: 2014-09-02 – 2014-09-05
• [Presentation] HMG-CoAリアーゼ欠損症においてMLPA法を用いた１症例におけるUniparental disomyの同定 (2014)
  • Author(s): 青山友佳、市原朋子、山本俊至，大原克明，深尾敏幸
  • Organizer: 日本マススクリーニング学会
  • Place of Presentation: 広島
  • Year and Date: 2014-08-22 – 2014-08-23
• [Book] １６章 インターメアと疾患―機能性をもつAlu配列．全体のタイトル：ゲノムを司るインターメア 非コードDNAの新たな展開 (2015)
  • Author(s): 深尾敏幸
  • Total Pages: 14
  • Publisher: 化学同人