2023 Fiscal Year Annual Research Report
STR型検査におけるPCR副産物の発生量予測モデルの開発
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19K19492
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| Research Institution | National Research Institute of Police Science |
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Principal Investigator |
深川 貴志 科学警察研究所, 法科学第一部, 研究員 (90801572)
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2019-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | スタター / フラグメント解析 / 合成DNA |
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| Outline of Annual Research Achievements |
STR型検査では、PCRによりSTR領域(アレル)を増幅して型判定解析を行うが、その際、スタターと呼ばれる本来のアレルより1回繰返し回数が少ない副産物が生じる。スタターはPCRにおいてSlippageで生じるとされている。PCRでSlippageが発生する確率、つまりスタター発生率を測定し、スタター比率の予測を試みることが、本研究の目的である。スタターは繰返し回数・繰返し配列の種類・STR領域ではない部分の寄与等のDNA配列の様々な要素及び温度等のPCR条件の要素が複合的に作用していると考えられる。いきなりこれらの複合的な要素を扱うことは非常に難しいので、本研究では、スタター発生に関する要素が最も少ない単純なSTR領域である1種類の繰返し配列からなる人工合成DNAを用いて実験を行った。
2019年度にスタター発生率の測定手法の確立し、2022年度中にスタター比率及びスタター発生率の測定が完了した。2022年度から最終年度は、スタター発生率からスタター比率の分布をシミュレーションするためのパラメータの検討を行った。各PCRサイクルでスタターが発生率通り発生するモデルでは現実のスタター比率と著しく乖離したため、パラメータ追加等の調整をしたが、別の確認実験において各PCRサイクルでスタター発生率が異なる可能性が示唆され、今回想定したモデルでは正しくスタター比率を予測できないことも示唆された。
2020年度に判明した「繰返し配列の塩基組成が同じでも塩基の並び順が異なればスタター比率が大きく異なる場合がある」について、得られたデータから詳細な検討を行ったところ、従来の仮説である「反復配列のAT含有量が高いほどスタター比率が高くなる」は4塩基繰返し配列には当てはまらず、スタター比率は塩基の並び順に大きく影響を受けることが判明した。これは新しい知見であり、学術的に価値があるものと考えている。
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