2018 Fiscal Year Research-status Report
新生児マス・スクリーニングを越える新生児超高速ゲノムスクリーニング法の開発
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18K07863
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| Research Institution | National Center for Child Health and Development |
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Principal Investigator |
要 匡 国立研究開発法人国立成育医療研究センター, ゲノム医療研究部, 部長 (40264288)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 新生児マス・スクリーニング / 次世代シーケンサ / FPGA / パネル解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本申請研究は、タンデムマスを中心とした新生児マス・スクリーニングで診断不可能な先天代謝異常症やQT延長症候群など、現時点で出生直後には診断困難であるが、新生児期での発見が重要と思われる遺伝子関連疾患等を対象に、ゲノム解析により出生直後より短時間でスクリーニング的に診断できるシステムを本邦に相応しい形で構築し、そのプロトタイプを実現することを目的としている。
研究期間で、１）遺伝子解析パネルの構築と比較、２）超高速データ解析機器のマッピング精度およびバリアント検出精度の検討、３）超高速データ解析機器処理後のデータ解析パイプラインの構築、４）検体からの迅速DNA抽出法の検討、５）新生児ゲノムスクリーニング用パネルの作製、６）新生児ゲノムスクリーニング系の構築と実践、の６項目を実施し、超高速ゲノムスクリーニング法を確立することを目標として、平成30年度は、１）～４）について検討を加えた。
キャプチャー法での先天代謝異常症原因遺伝子解析パネルは、309遺伝子を搭載でき、網羅的に解析が可能であった。一方、アンプリコン法は、309遺伝子全てを一度に均一に濃縮することは困難で、網羅性からはキャプチャー法がよいと思われた。FPGAを使用した超高速データ解析機器によるデータ解析パイプラインを構築し、従来でのマッピング、バリアントコールと比較したところ、SNVは98%一致することが判明した。検体（血液）からのDNA抽出に関しては、一般的なカラム法の他、検討を加えたところ、低浸透圧法が精製度は劣るものの、迅速性において有利であり、ライブラリ作製にも使用可能であることが分かった。
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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
平成30年度は、研究計画の１）遺伝子解析パネルの構築と比較、２）超高速データ解析機器のマッピング精度およびバリアント検出精度の検討、３）超高速データ解析機器処理後のデータ解析パイプラインの構築、４）検体からの迅速DNA抽出法の検討、５）新生児ゲノムスクリーニング用パネルの作製、６）新生児ゲノムスクリーニング系の構築と実践、の６項目のうち、１）～４）について検討を開始することを予定した。
１）については、キャプチャー法とアンプリコン法の比較を行い、迅速マス・スクリーニングという観点からの検討を行えた。２）３）について、マッピング精度に関して、現在一般的に使用されているパイプラインとの比較を行った。その比較を行う際に、超高速データ解析機器を使用するパイプラインを構築し、行った。４）については、カラム法など検討し、低浸透圧法が簡便性等で適していることが判明するという一定の結果が得られた。
以上より、当初の計画に基づく結果が得られており、概ね順調と考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、１）の比較、ならびに対象遺伝子の絞り込みを進めるとともに、２）３）４）基づく系を構築し、一連の解析を行って問題点を明らかにする。また、２）に関しては、マッピング、コーリングで一致しない領域、バリアントについて検討し、問題となるか否か一定の結論を得る。３）についても、低浸透圧法がどの程度活用できるか検討する。あるいは他の抽出法が適している場合についても検討する。
以上を進めつつ、当初の計画通り、実際に解析を行い、５）効果的なパネルの選定を行って行く予定である。
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| Causes of Carryover |
次世代シーケンスによる、バリアントコールを中心に行い、その後のドライ解析を主に行った。FPGAを使用した超高速データ解析機器は新しい機器であり、ドライ解析、従来のマッピングとの比較をまず行い、一定の傾向、結論をまず検証することが重要であると考えられたため、そちらに時間をかけ、キャピラリーシーケンスによる検証については、次年度にまとめて行うこととし、差額が生じた。全体的な研究遂行については問題なく、ウェット部分等について次年度にまとめて行う予定である。
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