2023 Fiscal Year Annual Research Report
Transposon analysis of the brains of schizophrenia patients with long-read RNA sequencing
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21K07548
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
文東 美紀 熊本大学, 大学院生命科学研究部(医), 准教授 (00597221)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 統合失調症 / 死後脳 / 長鎖RNAシーケンス / トランスポゾン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまで、統合失調症患者死後脳サンプルを使用したRNA発現解析が数多く報告されているが、それらはマイクロアレイ法や、ショートリードの次世代シーケンサーを使用したRNA-seqがほとんどであるため、RNA内に大規模な構造変異が存在した場合、検出することが困難であった。しかし近年、次世代シーケンサーの技術的発展に伴い、長鎖の核酸のシーケンスデータから、構造変異の探索を行うことも可能になってきている。
これまでに申請者らは、統合失調症患者死後脳を用いた研究により、患者の神経細胞ゲノムにおいて、レトロトランスポゾンの一種であるLINE-1のコピー数が増幅していること、増幅したLINE-1配列は神経細胞の機能や構造を保持するために重要な遺伝子の近傍に挿入されていることを示している。このようなトランスポゾンの新規挿入は、遺伝子のコーディング領域やスプライシング部位に生じているものも存在しており、それらはRNAの構造変異を引き起こしていることが考えられる。本研究では、ヒト脳RNAのPacBioシーケンサーから、LINE-1新規挿入を検出するための技術開発を行った。
統合失調症患者3名分の前頭葉からRNA-seqを行い、今回設定した解析条件を使用して、RNAに挿入された新規LINE-1挿入の検出を探索的に試みた。その結果、神経機能に関与する複数の遺伝子において、LINE-1が挿入された転写産物を認めた。これらの新規挿入は、遺伝子のコーディング領域やスプライシング部位に生じているものも存在すること、これらのRNAの発現量は比較的多いと考えられることから、細胞機能に大きな影響を及ぼす可能性があり、新たな統合失調症発症のメカニズムの解明につながる可能性がある。
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