2017 Fiscal Year Annual Research Report
包括的遺伝情報プロファイル創生に向けた分析技術と数学的解釈の実践的融合
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16H05273
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
玉木 敬二 京都大学, 医学研究科, 教授 (90217175)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山田 亮 京都大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教授 (50301106)
小谷 泰一 京都大学, 医学研究科, 准教授 (20330582)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | DNA多型医学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、CE法におけるcontinuous modelによるソフトウェアKongohの解析能力の検証を、米国のSWGDAMのガイドライに従いおこなった。その結果、Kongohは自動的に最適な関与者人数を判断し、尤度比を算出するソフトウェアとなった。また、算出された尤度比は実験的に作成した2人から4人の混合試料の分析において、真の関与者や非関与者を尤度比の値で殆ど的確に判断できた。この結果を論文にし、掲載された。現在は他の研究者の利用をはかるため、ソフトウェアをWeb上（GitHub）に挙げ、無料のライセンス利用を付ける準備をしている。
また、次世代シーケンシング（NGS）による混合試料の解析を行った。CE法でSTR型を確認したDNA試料（5検体）について、数種類のDNA量比で混合した混合試料を作成後、シークエンスを行い結果を解析した。解析領域は来年度より実務利用されるSTR21ローカスのキットの領域を含むSTRパネルを選択し、プロトコールに従ってライブラリーを作成後、Ion PGM Sequencerにてシーケンシングを行った。その結果、単一試料ではCE法で決定した型判定はNGSでも一致したが、variantアリルのシークエンスを検出したものや、D21S11ローカスではアリルの命名が11塩基分ずれていた。また、CE法ではホモ接合体と判定されたローカスが16ヶ所あったが、そのうち2つは塩基配列が異なるヘテロ接合体であった。膨大なデータ量であるため、混合試料の結果については現在も解析中であるが、CE法ではアリルが3本と判定されるローカスも5本のアリルが確認されるため、3人以上の関与があることが推定できた。一方、50pg分のDNA量である関与者のアリルも検出できたローカスもあった反面、DNA量とリード数はCE法と同様に十分な比例関係にあるとはいえなかった。
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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、CE法の結果を解釈するcontinuous modelによる確率的評価のできるソフトウェアKongohのGUI化を完成してWeb上に挙げた。また、実験的混合試料の分析、他のソフトウェアとの比較などを含め、このソフトウェアを米国のガイドライに則って検証してその精度を検討した。この結果を論文に掲載できた。現在はローカス数をさらに増やしたシステムに対応できるようにプログラムの更新に必要な実験データの作成を行っている。また、NGSを利用したSTRタイピングも、試料の準備や実験機器の利用施設との交渉などのため時間がかかったが、混合試料の分析結果など予想以上の実験データが得られ、解析を進めている。
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| Strategy for Future Research Activity |
完成したソフトウェアKongohによる混合試料のSTR検査結果の解析やシミュレーションによって、現在の15STRローカスのDNA検査法では限界は4人までの混合試料であれば関与者の推定が評価可能であることが分かった。しかし、4人以上の混合試料における確率的評価の精度を向上させるためには、分析する多型ローカスを増加させる必要がある。法医実務鑑識ではローカス数を増やした21STRローカスのシステム導入が間近となっているが、Kongohもそのシステムに対応すべく、ローカスの追加や実験データによるパラメータの設定に伴うプログラムの更新を行う。これにより、新システムの混合試料検査結果におけるcontinuous modelによる数学的解釈がより普及するものと期待される。また、NGSを使ったこのシステムのデータが得られているので、CE法での結果と比較検討を行う。これまでは、アリルのカバレッジ数の違いが概ねDNA量を表すので、ピーク高に換算する方法を考えていたが、今回のデータからは単純な比例と考えることは困難であるため、NGSのデータを取り込んでアリルピーク高に換算するソフトウェアの開発には、より慎重な検討が必要であると思われる。したがって、本研究ではNGSの利点だけでなく課題についても検討して、混合試料解析におけるNGS利用の位置づけを明らかにしたい。
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