パーソナルゲノム情報に基づく脳疾患メカニズムの解明

2014 Fiscal Year Annual Research Report

• Project Area: Personal genome-based initiatives toward understanding bran diseases
• Project/Area Number: 22129001
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 辻 省次 東京大学, 医学部附属病院, 教授 (70150612)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 豊田 敦 国立遺伝学研究所, 大学共同利用機関等の部局等, その他 (10267495) ; 森下 真一 東京大学, 新領域創成科学研究科, 教授 (90292854)
• Project Period (FY): 2010-04-01 – 2015-03-31
• Keywords: ゲノム / 個人ゲノム / 脳疾患 / インフォマティクス / シーケンサー

Outline of Annual Research Achievements

本研究領域の目的は，全ゲノム塩基配列解析（パーソナルゲノム解析）に基づいて，脳疾患の発症に関与するゲノム要因を網羅的に明らかにし，脳疾患の発症メカニズムの解明を実現することにある．平成２６年度は，本研究領域の成果として，パーキンソン病の新たな病因遺伝子，多系統萎縮症の新たな疾患感受性遺伝子GBAの同定を達成した．総括班では，１年に２回の班会議を開催し，情報を共有する共に，本領域で開発した，次世代シーケンサーを用いたシーケンシング技術，ゲノムインフォマティクスのアルゴリズムの提供などを積極的に進めた．シーケンシング技術については，次世代型シーケンサーの開発が日進月歩で進んでいるため，それに対応したライブラリ作製法や効率的な解析法の技術開発を進めた．また、班会議などを通じて情報を共有することにより，領域内の各班員の研究を効果的に進めることが可能となった．ゲノムインフォマティクスのアルゴリズムの開発については，神経疾患では短鎖繰返配列領域の異常伸長による疾患が見いだされてきており，今後さらに増加するものと予測されている．このような神経疾患で観察される短鎖繰返配列領域や構造変化を検出するために、Illumina社のHiSeq およびPacific Biosciences 社の1分子リアルタイムシーケンサーが出力するリード配列を比較することにより，短鎖繰返配列領域の異常伸長を効率よく見いだすアルゴリズムを研究開発し，この手法を，神経疾患における短鎖繰返配列領域の異常伸長の探索に応用した．発症者とその両親のトリオ解析により，脳疾患の発症の原因となっている新生突然変異を見いだす際に，次世代シーケンサーを用いた際に生じるエラーによる影響を最小限にして，効率の良い解析アルゴリズムを整備し，新生突然変異の検出方法として本研究領域内での研究に応用した．

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Rapid detection of expanded short tandem repeats in personal genomics using hybrid sequencing. (2014)
  • Author(s): Doi K, Monjo T, Hoang PH, Yoshimura J, Yurino H, Mitsui J, Ishiura H, Takahashi Y, Ichikawa Y, Goto J, Tsuji S, Morishita S.
  • Journal Title: Bioinformatics Volume: 30 Pages: 815-822
  • DOI: 10.1093/bioinformatics/btt647
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Exome sequencing shows a novel de novo mutation in ATL1. (2014)
  • Author(s): Koh K, Ishiura H, Miwa M, Doi K, Yoshimura J, Mitsui J, Goto J, Morishita S, Tsuji S and Takiyama Y.
  • Journal Title: Neurology and Clinical Neuroscience Volume: 2 Pages: 1-4
  • DOI: 10.1111/ncn3.72
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] A recurrent de novo FAM111A mutation causes Kenny–Caffey syndrome type 2 (2014)
  • Author(s): Isojima T, Doi K, Mitsui J, Oda Y, Tokuhiro E, Yasoda A, Yorifuji T, Horikawa R, Yoshimura J, Ishiura H, Morishita S, Tsuji S and Kitanaka S.
  • Journal Title: J Bone Mineral Res Volume: 28 Pages: 992-998
  • DOI: 10.1002/jbmr.2091
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Genomic Aspects of Sporadic Neurodegenerative Diseases. (2014)
  • Author(s): Mitsui J and Tsuji S.
  • Journal Title: Biochem Biophys Res Commun Volume: 452 Pages: 221-225
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2014.07.098
  • Peer Reviewed / Open Access