Elucidation for genetic regulation of enhancer expression and interpretation of genetic architecture in autoimmune diseases

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20H00462
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Medium-sized Section 43:Biology at molecular to cellular levels, and related fields
• Research Institution: Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: Terao Chikashi 国立研究開発法人理化学研究所, 生命医科学研究センター, チームリーダー (60610459)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 鎌谷 洋一郎 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 教授 (00720880) ; 川路 英哉 公益財団法人東京都医学総合研究所, その他部局等, 副参事研究員 (20525406) ; 小井土 大 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 助教 (40787561) ; 村川 泰裕 国立研究開発法人理化学研究所, 生命医科学研究センター, チームリーダー (50765469)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 遺伝子発現 / 遺伝多型 / エンハンサー / 全ゲノム関連解析 / 自己免疫性疾患

Outline of Final Research Achievements

In this study, we performed RNA-sequences, CAGE-sequences and NET-CAGE sequences on lymphoblastoid cells (LCL) from East Asians, Europeans and Africans. In particular, CAGE-sequences were performed in depth and more than 100000 enhancers were identified. The enhancers showed reasonable overlap with the DNase hypersensitivity site (DHS) and, when combined with the results of genome-wide association study results (GWAS), enriched heritability for diseases and traits in which autoimmune diseases and B cells play a major role in pathogenesis.
Furthermore, in combination with genetic polymorphisms, more than 10 000 enhancers regulated by genetic polymorphisms were identified.　Population-specific analyses were also carried out for polymorphisms controlling enhancers.

Free Research Field

遺伝統計学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

LCLのエンハンサーの同定および遺伝的な多型によるエンハンサー制御の解明は、この規模では初めてのものであると思われる。本研究で同定されたエンハンサーおよび、遺伝多型とエンハンサーの組み合わせは公開予定である。特に、両方向性に転写される領域を定義するエンハンサーは、他の定義に比較して生物学的意義が大きい可能性があり、エンハンサーおよびその遺伝的制御機構の解明は、B細胞や免疫細胞が病態に重要な疾患や形質の解明に大きく寄与する可能性がある。
また、本解析は他の細胞種にも広げることが可能で、将来的な本領域の進展に大きく貢献することが期待される。