2016 Fiscal Year Annual Research Report
イメージングゲノミクス解析による個性創発機構の解明と細胞・脳の個性計測技術開発
| Project Area | Integrative research toward elucidation of generative brain systems for individuality |
|---|
| Project/Area Number |
16H06531
|
|---|
| Research Institution | Center for Novel Science Initatives, National Institutes of Natural Sciences |
|---|
Principal Investigator |
郷 康広 大学共同利用機関法人自然科学研究機構(新分野創成センター), 新分野創成センター, 特任准教授 (50377123)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2016-06-30 – 2021-03-31
|
| Keywords | 個性 / シングルセル / ゲノム / 細胞 / 脳 / 疾患モデル / 精神疾患 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
「個性」とは何か？どのように創発されるのか？それらの問題に対して，ゲノム科学と脳科学の学際的研究領域である認知ゲノミクス的アプローチをヒトに近縁な霊長類に対して用いることによって，脳とこころの「個性」創発メカニズムを分子のことばことはで実証的に理解することを目的とする．
「個性」創発の最も基盤となるゲノムの個体差の網羅的解析を，アカゲザルとマーモセットを用いて解析した．脳とこころの「個性」創発メカニズム解明に向けたアプローチのひとつとして，脳やこころが正常でない状態である精神疾患にある脳やその身体の状態を理解し．正常状態との比較を行う方法が考えられる．そこで，アカゲザルとマーモセットにおいて，ヒト精神疾患関連遺伝子の変異解析を行い，霊長類における精神疾患自然発症モデルの同定を行った．精神疾患に関与が強く疑われる約500遺伝子を解析対象とし，マカクザル793個体，マーモセット369個体を対象とした遺伝子機能喪失変異保有個体の同定を行った．その結果，マカクザルでは18遺伝子，マーモセットでは10遺伝子おいて稀な（集団頻度5%以下）遺伝子機能喪失変異を持つ個体を同定した．その中には，セロトニン受容体遺伝子に機能喪失変異を有する自閉症様個体（Yoshida et al. 2016）や，ムコ多糖の分解に必要なライソゾーム酵素遺伝子機能喪失変異を有するムコ多糖症様個体の同定を行うことが可能となった．
上記と並行して，細胞の個性を高精度に計測するための解析機器（シングルセル解析装置）の導入と運用を開始し，機器にかけるための細胞の調整に関する予備実験を行った．
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
霊長類（マカクザルおよびマーモセット）を対象とし，精神疾患に関与が強く疑われる約500遺伝子に対して遺伝子機能喪失変異保有個体の同定を行った結果，多くの興味深い遺伝子機能変異異常個体を同定した，また，そのうちのいくつかは形態学的，生理学的，行動学的な表現型と密接に関連する疾患を呈する個体であった．
細胞の個性を高精度にハイスループットで計測するための機器を導入し，機器のセットアップと予備的な実験を開始した．脳神経系細胞，特に成体脳を対象とする場合，ミエリン残渣などのデブリなどの除去が必要である．また導入した機器にかける細胞は高い生細胞率である必要があるため，それらの諸条件をクリアするための条件検討を行った．
|
| Strategy for Future Research Activity |
引き続き霊長類を対象としたゲノム解析を推進するとともに，「個性」を支える脳機能・構造解析のための高磁場MRI装置を用いた霊長類脳に最適化したコイルの独自開発と高分解能な脳機能・構造画像を取得するシステムの構築を行う．
また，シングルセルトランスクリプトーム解析による細胞の「個性」解析のための技術開発を進め，新学術領域班員への技術支援を積極的に行う．
|
