2017 Fiscal Year Research-status Report
Establishment and diagnostic application of epigenome sequencing methods for imprinted differentially methylated regions
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17K08689
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| Research Institution | National Center for Child Health and Development |
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Principal Investigator |
中林 一彦 国立研究開発法人国立成育医療研究センター, 周産期病態研究部, 室長 (10415557)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | ゲノムインプリンティング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
インプリント遺伝子のアレル親由来特異的遺伝子発現は、アレル特異的DNAメチル化領域(imprinted differentially methylated region, iDMR)に制御される。iDMRでのメチル化異常はインプリンティング異常疾患の原因となる。DNAメチル化異常（エピ変異）によるインプリント疾患症例では、責任iDMRだけにエピ変異が生じた場合が大半を占める一方で、一部の症例では複数のiDMRエピ変異が認められる（複数座位エピ変異症例）。単一座位エピ変異と複数座位エピ変異症例の識別は、エピゲノム診断の観点だけでなく、エピ変異メカニズム解明という観点からも重要である。このためインプリント疾患のエピゲノム診断では疾患表現型から予想される単一DMRに限定した解析よりも網羅的解析が好ましい。
イルミナ社Human Methylation EPIC Beadchipアレイは、全ゲノムバイサルファイトシーケンス法ほどのゲノム高カバー率は無いものの、安価・簡便にゲノムワイドなメチル化プロファイルが取得できる長所を持つ。EPICアレイはインプリンティング疾患のメチル化診断法として極めて有用である。ヒト全染色体片親性ダイソミーモザイク症例についてEPICアレイデータを取得・解析し、50箇所の既知DMRに対応する789箇所のCpGプローブカタログを作成した。更に新規のiDMRとしてJAKMIP1-DMRとPTCHD3-DMRを同定した。これらの情報により、EPICアレイによるインプリンティング異常疾患症例のエピゲノム診断が迅速化・簡便化されることが期待できる。
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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
全ゲノム母性ダイソミー・父性ダイソミー症例のDNAメチル化アレイ解析（イルミナ社Human-Methylation EPIC）によるDNAメチル化アレイ解析で、50箇所の既知DMRに対応する789箇所のCpGプローブカタログを作成し、更に新規のiDMRとしてJAKMIP1-DMRとPTCHD3-DMRを同定した。これらの成果を論文化し、Epigenomics誌に受理された。他の実施項目についても概ね予定通りにデータ取得が進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
アンプリコンシーケンス法：H29年度に取得したヒトiDMR領域（12箇所）を対象とするアンプリコンシーケンスデータをモデルとしてデータ解析系を構築する。BismarkによるマッピングとCGメチル化率算出、QUMAによる作図工程の自動処理プログラムの作出を試みる。
キャプチャーシーケンス法：110箇所のヒトiDMRを対象に、キャプチャーベイト (各2-10kb, 合計500kb程度)をデザインし、キャプチャーDNAをPBAT法でバイサルファイト変換・ライブラリ化する。ヒト正常血液・胎盤検体（各1例）を対象にデータ(HiSeqペアエンドシーケンス1Gb)を取得し、各解析領域について読み取り深度・メチル化率を評価する。
アレル特異的オープンクロマチン解析：マウスF1雑種9.5日胚の胎仔・胎盤についてATACseqあるいはFAIREseq法により、アレル特異的オープンクロマチン領域を網羅的に検出する。健常人・インプリント疾患症例（エピ変異例）由来の繊維芽細胞についてオープンクロマチンデータを取得し、疾患特異的エピゲノム変化を検索する。
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| Causes of Carryover |
キャプチャーシーケンス法で用いる試薬の購入時期をH29年度からH30年度に変更した。次年度使用額はキャプチャー試薬並びにシーケンス試薬購入に充てる予定である。
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[Journal Article] Characterization of parent-of-origin methylation using the Illumina Infinium MethylationEPIC array platform2018
Author(s)
Jose Ramon Hernandez Mora, Chiharu Tayama, Marta Sanchez-Delgado, Ana Monteagudo-Sanchez, Kenichiro Hata, Tsutomu Ogata, Jose Medrano, Maria Eugenia Poo-Llanillo, Carlos Simon, Sebastian Moran, Manel Esteller, Jair Tenorio, Pablo Lapunzina, Masayo Kagami, David Monk, Kazuhiko Nakabayashi
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Journal Title
Epigenomics
Volume: 印刷中
Pages: 印刷中
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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