2021 Fiscal Year Research-status Report
トランスポゾンと核内高次構造から解き明かす複雑な染色体構造異常の発生メカニズム
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21K07873
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| Research Institution | Tokyo Women's Medical University |
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Principal Investigator |
山本 俊至 東京女子医科大学, 医学部, 教授 (20252851)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 染色体異常 / マイクロアレイ染色体検査 / long-read sequencer |
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| Outline of Annual Research Achievements |
研究代表者は、原因不明の神経発達障害の成因を明らかにするため、これまで数千例の患者のゲノムコピー数解析を行ってきた。その結果、疾患の原因遺伝子の同定に繋がるような貴重な染色体微細異常を数多く報告してきた。染色体微細異常の多くは単純な欠失や重複であり、non-allelic homologous recombination (NAHR)によって引き起こされる場合が多いことも明らかになっている。一方、染色体微細異常の中には一部がさらに３重複しているなど、一見して複雑な構造異常を示す例もあり、duplication-inverted/triplication-duplication (DUP-INV/TRP-DUP)によるものであることを明らかにできた例もある。このように、染色体微細構造異常の中には複雑な構造異常を示し、発生メカニズムも明らかでないものもある。DUP-INV/TRP-DUPは反復配列、あるいはpseudogeneの存在が引き金になっていることがわかっており、複雑な構造異常にはレトロトランスポゾンが発生に関わっている可能性が示唆される。そこで本研究においては、レトロトランスポゾン由来の反復配列が複雑な染色体構造異常を来した可能性を追求するため、複雑な染色体構造異常の切断・融合点をlong-read sequenceによって同定し、それによって染色体構造異常全体の構造を確定させ、過去に存在が知られていない新たなメカニズムを明らかにすることにある。今年度は複数例のサンプルについて、いわゆる第２世代の次世代シーケンサーとなるlong-read sequencerを用いて全ゲノム解析を行った。その結果から切断融合点を同定し、解析を進めている。さらに解析サンプルを増やしていく予定である。
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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
今年度は、研究代表者が過去にマイクロアレイ染色体検査で同定した複雑な染色体構造異常例のうち、比較的近い染色体上に２つ以上の欠失ないし重複を示す４例について、long-read sequencerによる全ゲノム解析を行った。全ゲノム解析結果で得られたBAMファイルを用いてIGVで視覚化し、soft-clipする断端に注目してプライマーを設定し、PCRを行い、増幅産物が得られたものについては引き続きサンガー法で塩基配列を決定した。その結果、4サンプルにおいて全ての切断融合点を同定することができた。この結果によると、それぞれの欠失ないし重複は、どれ１つとっても単純なものはなく、いずれも近傍の欠失ないし重複が複雑に関連した構造異常を呈していることが明らかになった。切断点に反復配列が存在する領域もあり、さらに解析を進めて最終的には切断融合点の配列の特徴や、レトロトランスポゾンとの関りについて検証する予定である。今年度得られた成果は現在論文としてまとめているが、引き続き次年度は染色体サブテロメア領域のinverted-duplication-deletion (INV-DUP-DEL)も含めた複雑な構造異常の解析を行う予定であり、順調に進捗している。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度の成果は現在論文としてまとめているが、次年度以降はまだ解析していない複雑な染色体構造異常例や染色体サブテロメア領域のinverted-duplication-deletionも含めた複雑な構造異常の解析をさらに進めていく。最終的には切断融合点の配列の特徴や、レトロトランスポゾンとの関りについて検証する予定である。
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| Causes of Carryover |
今年度７万円程度、次年度に繰り越すこととなったが、これは想定外の事象のために前倒し請求せざるを得なくなったために生じた残高である。前倒し請求は10万円単位で申請しなければならず、30万円を前倒し請求したが、実際には必要額を若干超える額が前倒し請求で入金されたものであり、今年度の研究の遂行に問題はなく、次年度以降の研究にも影響はない。
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