ヒトの未診断疾患から疾患概念を確立するためのイヌを活用したプラットフォームの構築

2023 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 22K18377
• Research Institution: Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 桃沢 幸秀 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 (40708583)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 西村 亮平 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 教授 (80172708) ; 山田 良子 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, 客員研究員 (50909421)
• Project Period (FY): 2022-06-30 – 2025-03-31
• Keywords: ゲノム医科学 / 獣医学 / 未診断疾患 / 希少遺伝性疾患 / イヌ

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、ヒトで稀な遺伝性疾患の原因となるバリアントを高頻度で有するイヌという動物種を活用して、ヒトの未診断遺伝性疾患の原因を明らかにすることを目的としている。
2023年度は、2022年度に引き続き東京大学附属動物医療センターにて収集されたイヌの血液検体から抽出されたDNAの全ゲノムシークエンスを実施し、遺伝子の機能欠失を引き起こす可能性が高い生殖細胞系列のバリアントの網羅的な検出を実施した。具体的には、次世代シークエンサーから出力されたbclファイルからfastqファイルを作成し、CanFam4をリファレンスゲノムとしてリードのマッピングを行った。その後、Genome Analysis Toolkit（GATK）で解析しバリアントコールを行い、SnpEffを用いて各バリアントに対してアノテーションを付与したvcfファイルを作成した。
次に、上記の流れにより検出した遺伝子の機能欠失を引き起こしている可能性が高い生殖細胞系列のバリアントの中から、疾患との関連が強いと考えられるものの絞り込みを進めた。具体的には、遺伝子上のバリアントの位置、アノテーションの正確性、ヒトゲノムへのリフトオーバーの可否などを精査するパイプラインを作成し、これらをパスするバリアントを選抜した。その後、当研究室が開発したヒトゲノム解析用大規模ターゲットシークエンス系をイヌ用に改良した系を全ゲノムシークエンスを実施していない個体に適用し、特定の犬種集団における各バリアントの頻度を算出している。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

収集したイヌゲノムからの遺伝子機能欠失を引き起こしている可能性が高いバリアントの絞り込みが進んでいるため。

Strategy for Future Research Activity

選抜したバリアントの中から、ヒトで既知の疾患との関連が明らかでないバリアントや希少・未診断疾患の候補遺伝子上に存在するバリアントについて、疾患との関連解析を実施する。また、ヒトの希少・未診断疾患データとの照合を進める。

Causes of Carryover

新型コロナウイルス感染症の影響により試薬やプラスチック類の納品に想定より時間を要し、次年度使用額が生じた。また、2024年度は検出した機能欠失バリアントとphenotypeの関連解析及び分子細胞生物学的解析を進める上、学会発表や結果の論文化を予定しており、これらに予算を使用する。

Research Products

• [Presentation] 犬の消化器型大細胞性リンパ腫における遺伝子変異の探索 (2023)
  • Author(s): 松村尚季, 後藤裕子, 松本悠貴, 水上圭二郎, 碧井智美, 山田良子, 中川泰輔, 阪本恵美, チェンバーズジェームズ, 内田和幸, 桃沢幸秀, 富安博隆
  • Organizer: 第19回 日本獣医内科学アカデミー学術大会