認知機能におけるエピジェネティクスの役割とその臨床応用性

2014 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12F02422
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: 戸田 達史 神戸大学, 医学研究科, 教授 (30262025)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): CHA Pei Chieng 神戸大学, 医学研究科, 外国人特別研究員
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2015-03-31
• Keywords: 一般認知機能ｇ / エピジェネティック / 次世代シーケンサー / Methylation Sequencing / ＤＮＡメチル化 / Enrichment analysis / 蛋白質間相互作用データーベース / 創薬データーベース

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、一般認知機能ｇを制御する遺伝子と遺伝子ネットワークのエピジェネティックなメカニズムを解明することを目的に行っている。これまでに、41匹の近交系マウスの行動解析および網羅的な遺伝子発現解析やネットワーク解析より、一般認知機能ｇを制御すると考えられる遺伝子ネットワークを同定した。さらに、それらの遺伝子と遺伝子ネットワークのエピジェネティックな発現メカニズムを解明するために、次世代シーケンサーを使ったMethylation sequencingでマウスの脳全体のDNAメチル化の検討を行った。
現在、メチル化DNA領域のシーケンス解析を行って、認知機能の高いマウスと低いマウスそれぞれに特異的なメチル化DNA領域を同定し、さらにそのメチル化パターンの違いによる遺伝子発現の差が一般認知機能gにどのような影響を与えるのかを検討している。
一方、一般認知機能gを制御するとして同定した遺伝子が、認知機能に異常を示す疾患の病態に関係しているかどうかを検討するために、その中から一般認知機能gと関連の強いトップ100遺伝子を選んだ。蛋白質間相互作用データベース (PINA PPI network) に基づいて、トップ100遺伝子と既知の認知機能関連遺伝子、または認知機能に異常を示す疾患（精神遅滞、自閉症、パーキンソン病、アルツハイマー型認知症、レット症候群、統合失調症）の関連候補遺伝子との、蛋白質間相互作用を介したつながりをEnrichment analysis (Nature 506:376-81) によって網羅的に検討した。その結果、トップ100遺伝子とそれらに関連することが知られている蛋白質には、既知の認知機能関連遺伝子、精神遅滞、自閉症、パーキンソン病とアルツハイマー型認知症の関連候補遺伝子が有意に多く含まれていることがわかった。
Enrichment analysisにより、一般認知機能gと上記疾患との共通候補遺伝子および経路が示唆された。

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] Fukutin is prerequisite to ameliorate muscular dystrophic phenotype by myofiber-selective LARGE expression. (2015)
  • Author(s): Ohtsuka Y, Kanagawa M, Yu CC, Ito C, Chiyo T, Kobayashi K, Okada T, Takeda S’I, Toda T.
  • Journal Title: Sci Rep Volume: 5 Pages: 8316
  • DOI: 10.1038/srep08316
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] A de novo mutation of the MYH7 gene in a large Chinese family with autosomal dominant myopathy (2015)
  • Author(s): Oda T, Xiong H, Kobayashi K, Wang S, Satake W, Jiao H, Yang Y, Cha PC, Hayashi Y, Nishino I, Suzuki Y, Sugano S, Wu X, Toda T.
  • Journal Title: Human Genome Variation Volume: 2 Pages: 15022
  • DOI: 10.1038/hgv.2015.22
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] Genes regulated by epigenetic mechanisms in determining general intelligence (g) are over-represented in disorders that affect cognition. (2014)
  • Author(s): Cha PC, Kobayashi K, Yuko A, Takao K, Miyakawa T, Toda T.
  • Organizer: The 37th Annual Meeting of the Molecular Biology Society of Japan.
  • Place of Presentation: Yokohama, Japan.
  • Year and Date: 2014-11-25 – 2014-11-27
• [Presentation] Genes regulated by epigenetic mechanisms in determining general intelligence (g) are over-represented in disorders that affect cognition. (2014)
  • Author(s): Cha PC, Kobayashi K, Yuko A, Takao K, Miyakawa T, Toda T.
  • Organizer: The 59th Annual Meeting of The Japanese Society of Human Genetics.
  • Place of Presentation: Tokyo, Japan.
  • Year and Date: 2014-11-19 – 2014-11-22
• [Presentation] Genes regulated by epigenetic mechanisms in determining general intelligence (g) are over-represented in disorders that affect cognition. (2014)
  • Author(s): Cha PC, Kobayashi K, Yuko A, Takao K, Miyakawa T, Toda T.
  • Organizer: The 64th Annual Meeting of The American Society of Human Genetics.
  • Place of Presentation: San Diego, California, USA.
  • Year and Date: 2014-10-18 – 2014-10-22
• [Presentation] A de novo mutation of the MYH7 gene in a large Chinese family with autosomal dominant myopathy. (2014)
  • Author(s): Toda T, Xiong H, Oda T, Kobayashi K, Wang S, Satake W, Jiao H, Yang Y, Suzuki Y, Sugano S, Wu X.
  • Organizer: The 19th International Congress of the World Muscle Society.
  • Place of Presentation: Berlin, Germany.
  • Year and Date: 2014-10-07 – 2014-10-11
• [Remarks] 神戸大学大学院 医学研究科 生理学・細胞生物学講座 分子脳科学分野
  • URL: http://www.med.kobe-u.ac.jp/clgene/